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Travaux pratiques de Sciences- Physiques. Première démarche expérimentale.

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1 Travaux pratiques de Sciences- Physiques

2 Première démarche expérimentale

3 Mouvement pendulaire 0 Protocole expérimental 1 : 0 Préparer le pendule en déterminant l 0 Lâcher le pendule en faisant attention à ce que loscillation soit dans un plan parallèle à celui du support et déclencher le chronomètre 0 Mesurer le temps mis par le pendule pour faire 5 oscillations 0 Diviser la durée trouvée par 5

4 0 La durée dune oscillation peut à priori dépendre de : - langle ϴ 0 - la longueur du fil l - la masse m 0 Protocoles pour tester nos hypothèses : 0 Protocole pour langle ϴ 0 : 0 Faire le protocole 1 avec un angle ϴ 0 =5° 0 Faire le protocole 1 avec un angle ϴ 0 =10° 0 Faire le protocole 1 avec un angle ϴ 0 =15° 0 Faire le protocole 1 avec un angle ϴ 0 =20° 0 Faire le protocole 1 avec un angle ϴ 0 =30° 0 Comparer les résultats et conclure 1,08 s

5 0 Protocole pour la masse m : 0 Faire le protocole 1 avec m 1 0 Faire le protocole 1 avec m 2 0 Faire le protocole 1 avec m 0 0 Comparer les résultats et conclure 0 Protocole pour la longueur du fil l : 0 Faire le protocole 1 avec l = 13 cm 0 Faire le protocole 1 avec l = 21 cm 0 Faire le protocole 1 avec l = 29 cm 0 Faire le protocole 1 avec l = 36 cm 0 Comparer les résultats et conclure Daprès nos résultats, seule la longueur du fil l influe sur la durée doscillation 1,08 s 0,72 s 0,86 s 1,08 s 1,20 s

6 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 T moyen = 1,08 s

7 Pour aller plus loin 0 Protocole expérimental 2 : 0 Mettre le pendule en place 0 Mesurer l 0 Mesurer la période grâce au protocole expérimental 1 0 Recommencer avec trois autres valeurs de l 0 Grâce à Synchronie, placer les 4 points obtenus grâce à T²= l x et tracer la droite moyenne, puis en obtenir le coefficient directeur

8 Représentation de T² en fonction de l

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10 0 Nous avons donc trouvé une valeur de g égale à 9,49 m/s -2 0 Formule dincertitude : Δg/g théorique 0 Calcul : 9,81-9,49/9,81 = 0,033, soit 3,3% derreurs

11 Deuxième démarche expérimentale

12 Etude énergétique du pendule pesant

13 Courbes représentatives de lénergie potentielle de pesanteur, de lénergie cinétique et de lénergie mécanique

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16 Démonstration 0 Daprès le schéma, on déduit que z = l - l cosϴ, soit z = l (1 - cosϴ) ϴ O l Z A H l cosϴ

17 0 Or E pp = mgz 0 Donc E pp = mgl(1-cos ϴ) 0 Grâce à la modélisation sur Synchronie, on a E ppmax = 0,9 J, ce qui correspond à la position initiale du pendule 0 E m max - E m min = =172 mJ, soit 0,2 J

18 On trouve donc E cmax = 0,9 J, à la verticale du point O

19 Conclusion


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