Travaux pratiques de

Sciences-Physiques

Première démarche expérimentale

Mouvement pendulaire

0 Protocole expérimental 1 :

0Préparer le pendule en déterminant l 0Lâcher le pendule en faisant attention à ce que

l’oscillation soit dans un plan parallèle à celui du support et déclencher le chronomètre

0Mesurer le temps mis par le pendule pour faire 5 oscillations

0Diviser la durée trouvée par 5

0 La durée d’une oscillation peut à priori dépendre de :- l’angle ϴ0

- la longueur du fil l

- la masse m

0 Protocoles pour tester nos hypothèses :

0 Protocole pour l’angle ϴ0 :

0Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=5°

0Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=10°

0Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=15°

0Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=20°

0Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=30°

0Comparer les résultats et conclure

1,08 s

0 Protocole pour la masse m :0 Faire le protocole 1 avec m1

0 Faire le protocole 1 avec m2

0 Faire le protocole 1 avec m0

0 Comparer les résultats et conclure

0 Protocole pour la longueur du fil l :

0 Faire le protocole 1 avec l = 13 cm0 Faire le protocole 1 avec l = 21 cm0 Faire le protocole 1 avec l = 29 cm0 Faire le protocole 1 avec l = 36 cm0 Comparer les résultats et conclure

D’après nos résultats, seule la longueur du fil l influe sur la durée d’oscillation

1,08 s

0,72 s0,86 s1,08 s1,20 s

0 Calcul de la période T :- 10 T : 10,8 s => T = 1,08 s - 20 T : 21,5 s => T = 1,075 s- 30 T : 32,8 s => T = 1,09 s

Donc Tmoyen = 1,08 s

Pour aller plus loin0 Protocole expérimental 2 :

0Mettre le pendule en place0Mesurer l 0Mesurer la période grâce au protocole

expérimental 1 0Recommencer avec trois autres valeurs de l

0Grâce à Synchronie, placer les 4 points obtenus grâce à T²= l x et tracer la droite moyenne, puis en obtenir le coefficient directeur

Représentation de T² en fonction de l

0 Nous avons donc trouvé une valeur de g égale à 9,49 m/s-2

0 Formule d’incertitude : Δg/gthéorique

0 Calcul : 9,81-9,49/9,81 = 0,033, soit 3,3% d’erreurs

Deuxième démarche expérimentale

Etude énergétique du pendule pesant

Courbes représentatives de l’énergie potentielle de pesanteur, de l’énergie cinétique et de l’énergie mécanique

Démonstration

0 D’après le schéma, on déduit que z = l - l cosϴ, soit

z = l (1 - cosϴ)

ϴ

O

l

Z

A

H

l cosϴ

0 Or Epp = mgz

0 Donc Epp = mgl(1-cos ϴ)

0 Grâce à la modélisation sur Synchronie, on a Eppmax = 0,9 J, ce qui correspond à la position initiale du pendule

0 Emmax - Emmin

= 935-763 =172 mJ , soit 0,2 J

On trouve donc Ecmax = 0,9 J, à la verticale du point O

Conclusion