Travaux pratiques de Sciences-Physiques

1. Travaux pratiques de Sciences-Physiques

2. Première démarche expérimentale

3. 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

4. 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

5. 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 • Comparer les résultats et conclure D’après nos résultats, seule la longueur du fil l influe sur la durée d’oscillation 0,72 s 0,86 s 1,08 s 1,20 s

6. 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

7. Pour aller plus loin • 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

8. Représentation de T² en fonction de l

10. 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

11. Deuxième démarche expérimentale

12. Etude énergétique du pendule pesant

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

16. Démonstration A • D’après le schéma, on déduit que z = l- lcosϴ, soit z = l(1 - cosϴ) • l cosϴ • l ϴ H Z O

17. 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

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

19. Conclusion