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TP : Oscillations d'un pendule simple

  1. Nidja05

    Date d'inscription
    mars 2010
    Messages
    134

    Question TP : Oscillations d'un pendule simple

    Bonjour,

    Je dois faire le compte rendu d'un TP sur le pendule simple, et je ne comprends pas certaines questions :

    1°) Construire un pendule dont la durée des oscillations soir égale à 1,800 s et mesurer sa période. Mais, ce n'est pas 1,800 s la période ??

    2°) Etablir un protocole permettant d'attribuer à T une valeur reproductible à + ou - 1 ms près. Alors là, je ne comprends pas du tout ce qu'il faut faire

    Voilà, si quelqu'un pouvait m'éclairer, ce serait gentils


     


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  2. kalish

    Date d'inscription
    février 2008
    Localisation
    Au vert
    Messages
    2 653

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    A mon humble avis, on te demande de comparer l'approximation theorique et la realite experimentale, voila tout.
    vortex irrotationnel.
     

  3. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    31 071

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Bonjour et bienvenue eu forum.
    Vous calculez votre pendule pour que la durée d'oscillation soit 1,800 s. Mais je parie (et votre prof aussi), qu'elle ne sera pas exactement 1,800 mais 1,795 ou 1,830 par exemple.

    Maintenant on vous demande comment mesurer de façon reproductible la période de votre pendule à 1 ms près. Ça dépend des instruments de mesure que vous avez à votre disposition. Çà peut être des appareils électroniques sophistiqués ou un simple chronomètre actionné à la main. La méthode ne sera pas la même.
    Au revoir.
     

  4. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    7 358

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Bonjour,

    Evidemment il faut connaitre les données suivantes:

    1) la formule donnant la periode des oscillations du pendule

    2) Bien connaitre les conditions d'etablissement de cette formule. ( resistance de l'air negligée et valable pour des oscillations de faibles amplitudes )

    Il convient de bien analayser comment la formule est etablie et les approximations faites)


    3) Mesurer à 1ms prés une oscillation est difficile. Si la mesure du temps est faite manuellement avec un chronomètre gradué au 1/10 s prés et si tu comptes un temps reflexe de 0,5 s il faut mesurer un grand nombre d'oscilations pour avoir apres division par N une erreur possible de 1 ms.

    En supposant la mesure à 0,6 s prés il faut compter sur au moins 60 oscillations.

    En faisant l'experience sur 100 oscillations, la mesure sera reproductible à la ms prés à condition de respecter la condition des amplitudes des oscillations.


    Voila, si vous vous replongez dans la resolution rigoureuse de l'equation differentielle du mouvement vous pourrez bien comprendre votre experimentation et les conditions à respecter.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  5. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    31 071

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    En supposant la mesure à 0,6 s prés il faut compter sur au moins 60 oscillations.
    Bonjour Calculair,
    Erreur de calcul: c'est 600.
    Cordialement,
     


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  6. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    7 358

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Citation Envoyé par LPFR Voir le message
    Bonjour Calculair,
    Erreur de calcul: c'est 600.
    Cordialement,
    Tu as raison.... Il faut que le pendule puisse faire ces 600 oscillations

    La durée de la mesure est donc estimée à 18 à 20 minutes.

    De plus il faut prendre des precautions pour compter les oscillations sans se tromper dans le décompte......
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  7. Nidja05

    Date d'inscription
    mars 2010
    Messages
    134

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Tout d'abord, merci pour vos réponses !!

    Comme matériel, j'ai un chronomètre au 1/100ème de seconde. Savez vous ce qu'est un statif ?
     

  8. Nidja05

    Date d'inscription
    mars 2010
    Messages
    134

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Donc si je comprends bien, je devrais faire compter que 10 oscillations pour avoir la bonne précision. Sachant que je n'ai qu'un chronomètre comme appareil de mesure du temps, tout ce que je peux faire est regarder à chaque fois qu'il passe au même endroit. D'ailleurs pour etre bien sure, une période, pour un pendule, c'est bien quand il a fait un "aller-retour" ?
    Sinon, pour accrocher le pendule j'ai un cylindre de métal et on me donne un instrument pour le mesurer et le peser, mais en quoi son poids influe t'il le pendule ?
     

  9. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    7 358

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    bonjour,

    La finesse de la graduation n'est pas la precision du chronomètre
    Il faut que vous teneniez compte de la vitesse et precision de vos mouvements reflexes pour declencher et arrêter le chronomètre.

    Quant aux paramètres definissant la periode du pendule, vous devez la trouver dans votre cours ou dans la solution de l'equation differentielle du mouvement.

    L'acceleration terrestre elle doit je pense être connue......

    Un statif ...je ne sais pas... un truc fixe ?
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  10. Nidja05

    Date d'inscription
    mars 2010
    Messages
    134

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    En fait, c'est bion j'ai trouvé, le statif est le truc qui permet d'accrocher le pendule. Et le cylindre constitue le pendule en fait. Donc je ne comprens pas trop, parce qu'on veut construire un pendule simple, donc où toute la masse est concentrée en un point, et on nous donne un cylindre et non une bille.
    Donc par exemple, pour calculer la longueur du fil que je dois prendre pour avec une période To, je dois calculer
    To = 2pi racine ( (l - h/2) /g ) avec h la hauteur du cylindre ?

    Sinon j'ai beaucoup de mal avec les incertitudes. Je n'ai jamais vraiment compris comment on les calculait. Vous n'aurriez pas un exemple sur autre chose que le pendule pour que je me fasse une idée ?

    Merci d'avance à tout le monde, c'est gentil de prendre du temps pour aider les autres !!
     

  11. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    7 358

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Bonjour,

    Petite remarque:

    Même si ton pendule est une boule, la masse n'est pas concentrée en un point..

    En fait les equations du mouvement sont etablis comme si toute la masse etait concentrée au centre de gravité.

    Le centre de gravité de ton cylindre, s'il est homogene est bien à mis hauteur et sur son axe de symetrie.

    Quant aux erreurs, il est exact de dire qu'elles sont inevitables

    La longueur de ton cylindre n'est pas connue au micron prés , je pense.... et donc le milieu même si tu sais faire les divisions par 2 de façon exact, n'est pas cconnu sans approximation...

    La longueur du fil du pendule est aussi pas connue avec precision et avec des difficultés de bien identifier les points de fixations des extemites.

    Le chronomètre c'est comme ta montre, il est gradué mais comme ta montre qui est graduée peut être à la minute, elle ne te donne pas l'heure exacte à la minuté prés... La finesse de la grduation n'est pas la precision de mesure.

    Bref il y a beaucoup de façons de faire des erreurs, l'art du physicien c'est aussi de bien identifier et apprecier toutes ces erreurs.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  12. calculair

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    7 358

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Re bonjour,

    Pour le calcul des erreurs quand tu appliques des formules, une façon d'approcher le problème est d'evaluer de combien evolue le resultat pour une petite variation de la donnée.

    On est donc proche des calculs des derivées. Comme tu ne connais pas le sens de l'esrreur, tu prends la valeur absolue....
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
     

  13. Nidja05

    Date d'inscription
    mars 2010
    Messages
    134

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    D'accord, merci. Et donc, pour la formule de calcule de la longueur du fil, c'est bon ?
     

  14. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    31 071

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Bonjour.
    Si on ne peut pas considérer toute la masse comme ponctuelle, alors ce n'est plus un pendule simple mais un pendule composé. Aussi bien pour une sphère que pour un cylindre.
    La différence vient du fait que la sphère ou le cylindre tournent un peu pendant l'oscillation et qu'il faut tenir compte de leur moment d'inertie par rapport à l'axe de rotation.
    Au revoir.
     

  15. LPFR

    Date d'inscription
    mars 2008
    Messages
    31 071

    Re : TP : Oscillations d'un pendule simple

    Re.
    Le moment d'inertie d'un cylindre de rayon R, masse 'm' et hauteur h par rapport à un axe de rotation situé sur l'axe de symétrie du cylindre et à une distance L du centre de masses de celui-ci, est:



    Quand la masse est ponctuelle, les deux premiers termes de la somme sont nuls.
    C'est ce moment d'inertie qu'il faut utiliser dans la formule de la période donnée dans le lien vers wikipedia.
    A+
     


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