Pendule de Foucault

**mizoks** · 02/05/2013, 12h07

Bonjour tout le monde

est ce que on peut reproduire chez soi l'expérience du pendule de Foucault ? sachant que la hauteur max dont je dispose est 3 m. si oui comment

Merci d'avance

**LPFR** · 02/05/2013, 13h00

Bonjour.
Le problème du pendule est la vitesse à laquelle les oscillations s'amortissent.
L'amortissement est du surtout aux pertes aérodynamiques qui, elles, augmentent avec la vitesse. Donc, un pendule court s'amortit plus vite.
Pour compenser il vaut mieux avoir un pendule très massif, comme une boule en plomb très lisse.
Il faut compter 5 minutes pour que la ligne d'oscillation tourne d'un degré. Pour un rayon d'oscillation de 30 cm, cela vous fera une variation de 0,5° à la périphérie soit 2,6 mm. (Si je ne me suis pas planté dans mes calculs). Il faut donc des quilles très fines.
Donc, c'est faisable. Mais il faut que le pendule s'amortisse très peu pendant les premières minutes.
Utiliser un fil d'acier bien élastique à la place de la ficelle. Il plie sans dissiper de l'énergie.
Puis il faut apprendre à le lancer "droit" pour qu'il décrive une droite et non une ellipse.
C'est un investissement lourd à cause du plomb.
Au revoir.

invite07941352 · 02/05/2013, 15h02

Re,
Mais si je me souviens bien d'un post précédent , il faut aussi un point d'attache genre cardan à très peu de frottement ?
Sinon, le pendule oscillera, mais tournera en suivant l'axe de son point d'attache ?
Problème pas simple si le pendule n'est pas "très lourd " .

**LPFR** · 02/05/2013, 15h20

Re.
L'avantage d'une fixation fixe type câble en acier (ou en bronze) est qu'elle plie avec très peu de pertes (il n'y a pas de friction), alors qu'une suspension pivotante aura toujours des pertes supérieures.
Mais il ne faut pas que l'extrémité du câble branle dans sa fixation.
Les pertes aérodynamiques dépendent des dimensions de la boule. Et l'énergie initiale est mhg (avec h = R(1-cos(thêta)). Donc, pour une géométrie similaire, la boule lourde aura plus d'énergie au départ et son amplitude diminuera plus lentement.
A+

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**mizoks** · 03/05/2013, 00h20

Merci à tous

en fait, j'ai déjà réalisé cette expérience avec une boule d'acier de 0,7 kg et un fil de pèche de 3 m de longueur. la rotation du pendule est toujours dans le même sens mais à un rythme non régulier. je pense que je doit utiliser une boule d’étain car ce matériaux est facile à manipuler (point de fusion bas) même si sa masse volumique est inférieur à celle de l'acier

qu'est ce que vous en dites ?

**LPFR** · 03/05/2013, 06h42

Bonjour.
De quelle "rotation" parlez-vous ? De celle de la direction d'oscillation ?
Est-ce que le pendule décrit bien une droite et non une ellipse ?
Est-ce que la boule tourne sur elle-même ?
Est-ce que le pendule est à l'abri de courants d'air ?

Qu'entendez-vous par "rythme non régulier" ? Que mesurez-vous et comment ?
Au revoir.

**mizoks** · 03/05/2013, 16h53

Bonjour

Je parle de la rotation du plan des oscillations, j'ai répété l'expérience mainte fois et le plan des oscillations tourne toujours dans le sens des aiguilles d'une montre. Mais sa vitesse angulaire n’est pas stable ! (vitesse angulaire= angle parcouru par le plan des oscillations/la durée de temps correspondante)
Le pendule décrit une trajectoire elliptique d’une grande excentricité (c’est à peu près une droite)
La boule ne tourne pas sur elle-même (j’ai pris mon temps pour annuler la torsion du fil)
Concernant le courant d’air, il n’a pas un courant d’air sensible, mais il y a deux point dans l’endroit ou j’ai fait l’expérience ou l’air peut entre et sortir et je pense que c’est une faille dans mon expérience.

**LPFR** · 03/05/2013, 19h33

Re.
Je ne vois pas de grosse bêtise dans votre manip.
Pour l'aspect elliptique, c'est un problème de lancement. Vous pourriez le tenir par un fil à coudre (en double) à un point fixe, attendre que tout se calme, et bruler le fil

L'autre chose qu'il faudrait examiner est votre méthode de mesure de la direction.
Et il faut garder l'amplitude d'oscillation petite (écart de l'équilibre inférieur à 30 cm dans votre cas).
Avez-vous tracé la vitesse angulaire en fonction du temps ? Ça permet de voir si c'est régulier ou si ce sont des fluctuations, ce qui pourrait indiquer une erreur dans la façon de la mesurer.
A+

**calculair** · 03/05/2013, 20h15

Bonjour,

Si la trajectoire du pendule n'est pas plane, il faut peut être aussi regarder les aspects de symetrie aerodynamique du pendule...

Pour ce qui concerne la non regularité de la rotation du pland'oscillation theorique, je me demande si l'attache du pendule ne peut être mise en cause

Je ne connais pas la latitude de ta manip , mais le plan d'osillation devrait tourner à une latitude de 45° environ de l'ordre de 12° par heure.

Le reperage de ce plan d'oscillation tous les 1/4 heure conduit à apprecier des angles de 3° avec une pecision de l'ordre 1/10° environ. cela necessite sans doute quelques instruments.

Personnellement, je ne sais pas faire a priori...

Evidemment si tu attends 1 heure le reperage sera plus facile quoi que delicat, si on veut être precis.

Félicitations pour avoir refait cette manip...... et de ce heurter a quelques difficultés de mise en oeuvre ( c'est toujours le cas même quand c'est a priori très simple )

**calculair** · 03/05/2013, 20h24

Re bonjour,

J'ai eu la chance de voir la manip sous la coupole de Pantheon, (le jour du patrimoine) je crois me rappeler que lorsque j'ai mesuré la periode du pendule,elle etait d'environ 16 secondes.

**lucas.gautheron** · 03/05/2013, 21h18

Bonsoir,

Envoyé par calculair

Re bonjour,

J'ai eu la chance de voir la manip sous la coupole de Pantheon, (le jour du patrimoine) je crois me rappeler que lorsque j'ai mesuré la periode du pendule,elle etait d'environ 16 secondes.

J'ai eu cette chance aussi, malheureusement je n'ai pas pensé à mesurer la période alors

C'est une belle expérience, et si elle est vraiment réalisable "dans son garage", je tenterais bien le coup

A+

**mizoks** · 04/05/2013, 10h26

Bonjour

je vais refaire cette expérience en prenant plus de précautions concernant la trajectoire elliptique du pendule; les courant d'air; la méthode de mesure. et je vais essayer un autre fil autre que le fil de pèche (je pense qu'il a une grande élasticité) en acier ou en cuivre...

je vais prendre les résultats pour qu'on puisse les discuter ensemble.

au revoir

**calculair** · 04/05/2013, 11h09

bonjour,

Dites nous aussi si vous êtes à l'equateur ?

La latitude du lieu permettrait de fixer la vitesse de rotation du plan des oscillations

Avec une periode mesurée à 16 s environ du pendule du Pantheon, je trouve une longueur de 63 m

**albanxiii** · 04/05/2013, 11h15

Bonjour,

Envoyé par lucas.gautheron

J'ai eu cette chance aussi, malheureusement je n'ai pas pensé à mesurer la période alors

Vous n'êtes pas le seul... mais moi j'étais encore en thèse et le pendule de Foucault était très loin de mes préoccupations... en plus j'étais bien accompagné... bref, j'ai des excuses

N'empêche que c'est assez impressionnant. On peut rester longtemps à regarder.

@+

**calculair** · 04/05/2013, 11h32

Bonjour,

Je crois que la trajectoire du pendule est trés legèrement elliptique.

L'equation du mouvement est

Ye + Yr + Yc = - g /l R( vecteur) ( R vecteur OM O= point de suspension, M centre de gravité de la masse )

Ye = acceleration d'entrainement

Yr = acceleration par rapport aux axes liés à la terre

Yc = acceleration de Coriolis

Pendule de Foucault