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La mesure du temps, simplement

 

Objectifs :

  • Mesurer un temps à l’aide du pendule simple.
  • Trouver les paramètres qui influencent la période d’un pendule simple.
  • En déduire l’expression de la période du pendule simple.

 

Un pendule simple est constitué d’un fil (inextensible et de masse négligeable) auquel est attaché un petit objet de masse m.

Ecarté de sa position verticale, le pendule oscille : il effectue un mouvement périodique d’allée et venue (une oscillation).

 

Définitions :

Un phénomène est périodique s’il se reproduit identique à lui-même à des intervalles de temps réguliers. Il est caractérisé par sa période.

La période T d’un phénomène périodique est l’intervalle de temps constant entre deux répétitions identiques successives de ce même phénomène.

C’est une durée qui s’exprime en seconde.

 

I.       Mesure de la période d’un pendule simple

 

è Fais quelques essais de mesure d’une période T, pour faire ces essais ajuste la longueur du pendule à 35cm, utilise la masse la plus légère et lâche le pendule d’un angle initial de 20°.

è Compare les résultats obtenus avec ceux des autres groupes.

 

(1)    Comment doit on procéder pour réaliser la mesure de manière la plus précise possible ? Détaille la démarche sur le compte rendu.

(2)    Réalise à nouveau la mesure et donne le résultat obtenu.

 

II.   Recherche des paramètres dont dépend la période

 

(1)    Quels sont les facteurs qui, d’après toi, vont jouer sur la valeur de la période ?

Ecris tes hypothèses sur ton compte rendu.

(2)    Propose par écrit des expériences permettant de valider ou d’infirmer l’influence de chaque paramètre. Fais vérifier ces expériences par le professeur.

(3)    Réalise les expériences et consigne les résultats dans des tableaux.

(4)    De quelle(s) grandeur(s) dépend la période du pendule simple ?

 

III.           Expression de la période

 

(1)    Représente sur un graphique la fonction T² = f(l), T étant la période du pendule exprimée en seconde et l étant la longueur du fil exprimée en mètre.

(2)    Que peut-on dire alors de T² et de l?

(3)    Détermine le coefficient directeur de la droite obtenue et compare-le à la valeur suivante 4x(Pi)²/g dans laquelle g = 9,81 N.kg-1 représente l’intensité de la pesanteur sur Terre.

(4)    En déduire l’expression de la période T des oscillations en fonction de l, longueur du pendule, et g intensité de la pesanteur sur Terre.

(5)    Explique en quelques phrases comment le touriste s’est fabriqué une « horloge » de période 1s afin de cuire son œuf, comme il le voulait.

(6)    Réalise ce pendule et vérifie sa période.