Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.
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Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.



  1. #1
    lmdlg

    Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.


    ------

    Bonjour,

    En regardant dans des exercices de physique niveau 1ère S / Term S j'ai pu trouver une formule mathématique qui permet de trouver la réserve de marche d'une comtoise. Mais je voulais discuter avec vous de ses implications, et du passage à la vie réelle...

    Soit un balancier d'une comtoise, de masse "m" assimilée à un point matériel situé au bout d'une tige d'une longueur L et d'un poids négligeable.
    Pour compenser les frottements du mécanisme et ceux de l'air sur le pendule, un poids de masse "M" descend d'une hauteur Z.

    Au départ, le pendule fait un angle α0, par rapport à la verticale, et à l'oscillation suivante, sans compensation par le poids, le pendule oscille moins et fait un angle α1 par rapport à la verticale.
    L’énergie potentielle perdue à chaque oscillation du pendule sans compensation est donc de Ep(Pendule) = mgL(cos(α1)-cos(α0)).
    Cette énergie potentielle perdue est fournie par la descente du poids qui "tombe" de z0 à z1 entre chaque oscillation : Ep(Poids) = Mg(z0-z1)
    Comme Ep(Poids) = Ep(Pendule), on a
    z0-z1= (m/M)*L(cos(α1)-cos(α0))

    J'espère tout d'abord ne pas avoir fait de faute dans mon raisonnement, si vous en voyez, je en serai pas vexé de les voir !
    Ensuite, pour avoir une réserve de marche importante, il faut que
    1. α1 et α0 soient les plus proches possibles, mais ça c'est la qualité de fabrication du mécanisme de la comtoise qui va le déterminer.
    2. Que les poids (de masse M) soient les plus lourds possibles
    3. Que la longueur et la masse du pendule soient minimisés.

    C'est là que mon raisonnement coince, car les balanciers des comtoises sont en général très longs et assez lourds, alors soit je me suis trompé dans mon raisonnement, soit il y a une autre raison comme la stabilité du pendule (petites oscillations) qui font qu'on préfère perdre en réserve de marche, ce que l'on gagne en précision.

    Qu'en pensez-vous ?

    À bientôt !

    -----
    Dernière modification par lmdlg ; 19/11/2014 à 15h56. Motif: orthographe
    N 150/750 Eq3/2 motorisé un axe - EOS 1000D non défiltré - ZWO 120 MM

  2. #2
    f6bes

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Citation Envoyé par lmdlg Voir le message
    l
    2. Que les poids (de masse M) soient les plus lourds possibles
    Qu'en pensez-vous ?
    !
    Bjr à toi,
    "...les PLUS lourds possibles..."...ça peut aller chercher dans le quintal ou meme plus !!..."du PLUS lourds" possibles
    Donc cette "affirmation" n'est pas la bonne !
    TOUT est possible en matiére de ..poids( reste à savoir si la comtoise va appréçier et...résister ).

    Il FAUT le "poids " qui va BIEN pour avoir un BON fonctionnement. C'est un peu différent .

    Plus c'est court et léger et plus le balancement sera...RAPIDE et plus la roue à rocher sera entrainer...rapidement.
    La pendule ira ..TROP vite.
    Bonne soirée
    Dernière modification par f6bes ; 19/11/2014 à 16h46.

  3. #3
    invite07941352

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour,
    Pour le pendule, c'est exact : un long pendule entraîne peu d'oscillations ( peu de pertes ) et des oscillations de faible amplitude qui garantissent un meilleur isochronisme .
    Sur les comtoises, les pendules " battent" environ la seconde . Sur les Atmos, poussées à l'extrême , la période est de 1 minute , mais ce n'est plus un pendule ...

  4. #4
    f6bes

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Remoi, La suite :


    Dans une comtoise il faut REGLER la longueur du balancier ( on ne peut agir sur le poids du balancier ) pour avoir
    le "bon " synchronisme d'entrainement de la roue à rochet ce qui va déterminer l'avance ou le rertard de la pendule.
    https://encrypted-tbn2.gstatic.com/i...b3c-LyStFzwKGA
    Bonne soirée
    Dernière modification par f6bes ; 19/11/2014 à 16h53.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    LPFR

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Désolé, je pensais avoir envoyé ce message.
    Bonjour.
    Il y a deux erreurs dans votre raisonnement.
    Le premier est que si vous raccourcissez le pendule, la fréquence d’oscillation augmente et il perd plus souvent l’énergie d’une oscillation.
    De même la vitesse est plus grande et les pertes « aérodynamiques » aussi.
    La seconde erreur est que ce qui est constant dans une horloge comtoise et (en gros) l’amplitude d’oscillation en mètres et non en radians. Pour un pendule long, l’angle est plus petit et la différence de hauteur plus faible.

    De toute façon le raisonnement est inutile, car ce qui compte ce sont les frottements de l’échappement et la qualité du mécanisme qui donne exactement la quantité d’énergie perdue à chaque oscillation et rien (ou presque) de plus.
    Au revoir.

  7. #6
    fabang

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Pour répondre à la question initiale, comment augmenter la réserve de marche d'une comtoise, il suffit d'augmenter la longueur de la ficelle du poids, quitte à creuser un puits sous la comtoise

  8. #7
    f6bes

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Citation Envoyé par fabang Voir le message
    Pour répondre à la question initiale, comment augmenter la réserve de marche d'une comtoise, il suffit d'augmenter la longueur de la ficelle du poids, quitte à creuser un puits sous la comtoise
    Bjr à toi,
    J'ai eu vu cela sur des "monstrueuses" horloges à poids ! (cadran de..1.5m!!)
    Bonne journée

  9. #8
    lmdlg

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour et merci pour tous vos messages !

    C'est vrai qu'en raccourcissant la longueur du pendule, on augmente sa fréquence et donc l'énergie perdue !
    J'ai vu une comtoise avec une longueur courte (30 cm) battre la seconde avec un aller/retour par seconde (alors que traditionnellement, elle ont une période de deux secondes). La réserve de marche était d'un peu plus de 24h (28h30, plus exactement). Je pense que des comtoises style ODO ont une réserve de plusieurs jours. Et la vôtre combien a t-elle de réserve de marche ? Et pour quelle hauteur du coffre ?

    À bientôt !
    N 150/750 Eq3/2 motorisé un axe - EOS 1000D non défiltré - ZWO 120 MM

  10. #9
    invite07941352

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour,
    La période est fonction de la longueur du pendule uniquement .
    Pendule : env . 1m , 30 aller-retour par minute , Débattement du poids moteur (3.1 kg ) : env. 1.45 m , réserve de marche : env. 10 jours .Puissance : 0.05 mW .

    Je remonte aussi tous les samedi soir ...
    Dernière modification par catmandou ; 22/11/2014 à 11h09.

  11. #10
    f6bes

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Citation Envoyé par lmdlg Voir le message
    Et la vôtre combien a t-elle de réserve de marche ? Et pour quelle hauteur du coffre ?

    À bientôt !
    Bjr à toi,
    Tu t'adresses à qui ?
    Pour la mienne elle tient ...la semaine.
    La course verticale des poids est de1.8m le balancier fait 1m de haut.
    Ca me fait penser que c'est samedi donc faut que je la remonte !!

    Bon WE

  12. #11
    stefjm

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Citation Envoyé par catmandou Voir le message
    La période est fonction de la longueur du pendule uniquement .
    et au même ordre de l'accélération de la pesanteur, qui varie peu sur terre. (en )

    Du coup, la question a six sous est coment choist-on la masse à faire balancer?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  13. #12
    invite07941352

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Re,
    Suffisamment lourd , pour avoir de petites oscillations, plus favorables à l'isochronisme .

  14. #13
    stefjm

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    C'est la qualification de ce Suffisamment lourd qui me parait difficile à modéliser.
    (et de l'autre coté, le pas trop lourd...)
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  15. #14
    invite07941352

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Re,
    Alors plus simple : viser typiquement un débattement total de 4° pour le pendule .
    C'est pour s'affranchir au maximum des variations de densité de l'air . Donc , en bout de pendule , une lentille de forte masse spécifique pour être de faible volume
    et fine et aérodynamique vue de coté , une lentille quoi !...
    A l'étape suivante, on peut les mettre sous vide , mais ce n'est plus vraiment une comtoise ...

  16. #15
    LPFR

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour.
    J’insiste sur ce que j’ai dit plut haut : les pertes d’une horloge de ce type ne viennent pratiquement pas du pendule mais du mécanisme d’échappement.
    Le brouillant tic-tac que vous entendez c’est de l’énergie cinétique perdue du mécanisme qui martèle une pièce avec une autre et qui fait du bruit. Il faudrait commencer par modéliser le mécanisme d’échappement.
    Au revoir.

  17. #16
    lmdlg

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Merci pour vos messages !

    La comtoise que j'ai vue est à échappement à roue de rencontre et non à ancre, ce qui explique probablement sa réserve de marche faible (un peu supérieure à 24h). Je pensais que ça pouvait se corriger (d'où mon exercice présenté en premier message), mais j'ai l'impression que c'est lié au mécanisme et que l'on y peut rien, alourdir les poids ou changer le balancier est une mauvaise idée car l'horloge ne sera plus précise voir ne fonctionnera plus.

    Merci en tous cas pour vos ordres de grandeur de réserve de marche de vos comtoises.

    À bientôt !
    N 150/750 Eq3/2 motorisé un axe - EOS 1000D non défiltré - ZWO 120 MM

  18. #17
    LPFR

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour.
    Le seul moyen que je vois d’augmenter la réserve de marche sans toucher au mécanisme ni faire un trou au sol, est d’utiliser un palan pour augmenter la course apparente du contrepoids avec un poids plus grand
    Comme celui-ci de Wikipedia :

    mais avec le dernier brin vers le haut et vers le mécanisme de l'horloge.
    Au revoir.

  19. #18
    lmdlg

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour,

    Merci pour tous vos commentaires !
    Une question à tous les possesseurs de comtoise et au niveau de sa stabilité, en particulier. Les pieds sont plus courts derrière que devant afin qu'elle repose contre le mur, mais quid de sa stabilité car malgré cet artifice, j'ai l'impression qu'avec tous ces masses au dessus du centre de gravité, elle basculerait assez facilement. Avez-vous une technique pour assurer une certaine 'sécurité' ?

    À bientôt !
    N 150/750 Eq3/2 motorisé un axe - EOS 1000D non défiltré - ZWO 120 MM

  20. #19
    invite07941352

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Bonjour,
    La caisse est une chose , le mouvement en est une autre ...
    C'est le mouvement qui doit être réglé , même si la caisse est bancale .
    La première approche est celle -ci : il doit y avoir une "lumière", " une boutonnière" , un trou oblong pour le passage du pendule , dans la platine inférieure .
    Au repos , cette partie de pendule doit être au centre de la boutonnière selon ses 2 axes .
    Sinon, mettre le mouvement vertical et horizontal par rapport à ses 2 platines principales .
    En dernier, le pendule doit débattre de façon égale autant vers la droite que vers la gauche par rapport à sa position arrêt .
    Je peux vous mettre une photo de mon appareil de contrôle personnel qui assure cette fonction.

  21. #20
    LPFR

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    Citation Envoyé par lmdlg Voir le message
    ... Avez-vous une technique pour assurer une certaine 'sécurité' ?

    À bientôt !
    Bonjour.
    Il faut déjà savoir si elle est aussi peu stable. Il faut mesurer la force à faire pour soulever légèrement les pattes arrière.
    Si elle est trop faible, il y deux méthodes pour assurer son stabilité :
    - ajouter des gueuses en fer ou en plomb au fond de la caisse.
    - méthode « Ikea » : attacher le dos de la caisse au mur avec une lanière.
    Au revoir.

  22. #21
    simulhaptic

    Re : Modélisation simplifiée d'une comtoise et de sa réserve de marche.

    bonjour,

    Oui, pour doubler la durée, j'ai utilisé un mouflage simple avec une petite poulie sur le poids, l'extrémité de la corde étant accrochée en haut, au boitier . J'avais observé qu'avec un bon réglage , il n'était pas nécessaire de doubler le poids et qu'une petite masse additionnelle de 400g environ, suffisait. La durée de fonctionnement sans remonter, avec ce dispositif, est de 17 jours.

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