Travaux pratiques de Sciences-Physiques

Première démarche expérimentale

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

1,08 s La durée d’une oscillation peut à priori dépendre de : l’angle ϴ0 la longueur du fil l la masse m Protocoles pour tester nos hypothèses : Protocole pour l’angle ϴ0 : Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=5° Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=10° Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=15° Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=20° Faire le protocole 1 avec un angle ϴ0=30° Comparer les résultats et conclure 1,08 s

Protocole pour la masse m : Faire le protocole 1 avec m1 Faire le protocole 1 avec m2 Faire le protocole 1 avec m0 Comparer les résultats et conclure Protocole pour la longueur du fil l : Faire le protocole 1 avec l = 13 cm Faire le protocole 1 avec l = 21 cm Faire le protocole 1 avec l = 29 cm Faire le protocole 1 avec l = 36 cm D’après nos résultats, seule la longueur du fil l influe sur la durée d’oscillation 1,08 s 0,72 s 0,86 s 1,08 s 1,20 s

10 T : 10,8 s => T = 1,08 s 20 T : 21,5 s => T = 1,075 s 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 loin Mettre le pendule en place Mesurer l Protocole expérimental 2 : Mettre le pendule en place Mesurer l Mesurer la période grâce au protocole expérimental 1 Recommencer avec trois autres valeurs de l Grâce 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

Nous avons donc trouvé une valeur de g égale à 9,49 m/s-2 Formule d’incertitude : Δg/gthéorique 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 l cosϴ l z = l (1 - cosϴ) D’après le schéma, on déduit que z = l - l cosϴ, soit z = l (1 - cosϴ) ϴ H Z O

Or Epp = mgz Donc Epp = mgl(1-cos ϴ) Grâce à la modélisation sur Synchronie, on a Eppmax = 0,9 J, ce qui correspond à la position initiale du pendule Emmax - Emmin = 935-763 =172 mJ , soit 0,2 J

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

Conclusion