Pendule de Foucaut

[invite54f59da2]

Bonjour,

je cherche à construire un pendule or je ne sait pas comment obtenir une sphère convenant à l'expérience ( dans la plupart des expériences que j'ai vu ils utilisaient une sphère de laiton... ). De plus, j'ai pensé utiliser un fil de pêche mais le problème c'est que la plupart sont élastiques: je sais pas si on peut négliger l'élasticité devant l'amplitude des oscillations. Enfin vous me conseillerez quoi pour la fixation du pendule sachant qu'il doit avoir tous ces degrés de liberté.
merci d'avance pour votre aide ...
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous devez avoir une grande maison pour avoir la hauteur qu'il faut.
Si vous faites un pendule court (quelques mètres) il n'oscillera pas assez longtemps pour voir quelque chose. Ce n'est pas par caprice que tous les pendules de Foucault ont des longueurs de dizaines de mètres.
À la place du fil de pêche, utilisez plutôt de la "corde à piano". C'est un fil d'acier que l'on trouve dans les magasins spécialisés (comme Weber en région parisienne).

Pour la boule, vous pouvez utiliser du fer. Aussi lourd et moins cher. Mais vous ne pouvez pas utiliser quelque chose de "léger" comme le béton.
Au revoir.

[calculair]

bonjour,

tout parait simple à priori, mais la realité est plus subtile...

J'imagine qu'il faut purturber à minima les oscillations du pendule dans l'air. Donc limiter les courants d'air et avoir une sphère aussi parfaite que possible pour eviter les perturbations de trajectoires liées au deplacement d'air

La suspension doit être libre , peut être monté sur roulement à bille.

Quant à la longueur du pendule, je n'ai aucune idée de la longueur minimale pour pouvoir maintenir une oscillation durant un temps assez long...

Les pendule de Foucault au Pantheon faisait je crois prés de 65 m de long ...

Pour tenter l'experience, au pif , il faudrait une longueur de 10 m mini et une masse de 10 à 20 kg

Quant à l'amplitude des oecillations, aucune idée... 30° pour le lancement ?

[f6bes]

Quant à l'amplitude des oecillations, aucune idée... 30° pour le lancement ?

Bjr à toi,
Ben , plus tu le "lances" de haut, plus ça durera !
Mais va falloir une sacré échelle si tu veux le lacher sur le meme plan que le point d'attache !

Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[invité576543]

Mais va falloir une sacré échelle si tu veux le lacher sur le meme plan que le point d'attache !

Ce ne serait pas une bonne idée, pas de tension au début => manque de contrôle du plan, entre autres.

Cordialement,

[invite786a6ab6]

Bonjour,
Bien que n'ayant jamais réalisé cette expérience, voilà ce que je ferais :
- La hauteur est bien sûr importante, mais il n'est pas facile d'avoir plus de 5m à sa disposition, alors on va essayer de s'en contenter.
- La "ficelle" : je crois que le fil nylon n'est pas une mauvaise idée malgré son élasticité, car il a l'avantage d'être très souple, très fin (moins de frottements dans l'air), très long et non torsadé.
- le poids : Le plus dense possible, donc en plomb si possible mais peut ne pas dépasser un kg. Il aura une pointe très fine à sa base. Donc la forme globale sera un cylindre en plomb traversé d'un axe en forme d'aiguille.

Le but de ce pendule est de mettre en évidence la rotation de la terre ; Il n'a donc pas besoin d'osciller pendant trois heures. Si le système de détection de rotation du référentiel est sensible, quelques minutes d'oscillation suffiront. L'effort devra donc être porté sur ce système pour compenser les insuffisances du pendule. Un détecteur de passage, à base de sable fin et humide est sans doute le plus facile à réaliser.
La plus grande difficulté sera sans doute de "lâcher" du pendule car la moindre impulsion parasite latérale lui fera décrire un "8" ou une ellipse, ce qui rendra difficile l'observation de la rotation. Une amplitude d'oscillation crête-crête de l'ordre de 1m devrait être suffisante, avec le sable du détecteur placé vers 0,7m pour tenir compte de l'amortissement.

[invite7ce6aa19]

Bonjour,

C'est un problème intéressant.

Dans les principes il faut réduire les pertes par frottements. Supposons que seul le frottement de la masse suspendue intervienne. Il faut donc que le mouvement soit lent, donc:

1- Il faut que la période soit la plus grande possible cad que le longueur du pendule soit la plus grande.

2- pour minimiser les pertes il faut injecter un minimum d'énergie donc une faible amplitude d'oscillation.

3- Le système doit être aérodynamique ce qui impose la forme de la sphère. Pour savoir quelle diamètre il faut préciser le régime d'écoulement, cad le nombre de Reynolds.

4- La masse n'intervient pas au niveau qualitatif mais:

En écrivant proprement l'équation du mouvement celle-ci interviendra.


En bref il faut calculer l'expression de la pertes d'énergie par période d'oscillation. celle-ci doit être négligeable sur le nombre N d'oscillations nécessaire pour observer la rotation terrestre.


C'est donc un problème d'optimisation. Si il y a des forumeurs courageux.

[invité576543]

- le poids : Le plus dense possible, donc en plomb si possible

donc? Il y a mieux, c'est plus cher mais disponible aux particuliers : le tungstène.

Cordialement,

[invite786a6ab6]

donc? Il y a mieux, c'est plus cher mais disponible aux particuliers : le tungstène.
Cordialement,

Un peu cher et difficile à faire fondre le tungstène Le plomb se trouve facilement chez tout ferrailleur et peut se fondre en sphère ou cylindre. C'est vrai que la sphère est mieux que le cylindre, mais plus difficile à usiner.
Une idée au passage : un pointeur laser pourrait peut-être amplifier la détection de la rotation ; celui-ci dessinant sur un écran l'ombre de la pointe du poids. Quand le rayon laser est dans le plan d'oscillation, il ne se forme qu'une seule ombre immobile. La moindre rotation fera s'élargir la zone où l'ombre oscillera. Avec un peu de recul pour l'écran, l'amplification du déplacement peut facilement être x10.

[invité576543]

Un peu cher et difficile à faire fondre le tungstène

Pourquoi le fondre ou l'usiner? Il existe en poudre qu'on peut rendre solide avec une résine par exemple tout en obtenant quand même une densité supérieure au plomb.

Sérieusement, si on cherche vraiment des grandes densités, ce n'est pas une approche à balayer du revers de la main.

Le plomb est un autre possibilité, qui peut se révélée meilleure ou moins bonne, selon l'importance relative que l'on donne aux différents critères; simple réaction d'ingénieur.

Cordialement,

[invite786a6ab6]

Pourquoi le fondre ou l'usiner? Il existe en poudre qu'on peut rendre solide avec une résine par exemple tout en obtenant quand même une densité supérieure au plomb...,

J'avoue mon ignorance de la métallurgie du tungstène, je ne savais même pas qu'il était bien plus lourd que le plomb (19,2 contre 11,3 !) et encore moins qu'il était disponible en poudre.
A défaut d'apprendre que la terre tourne, j'aurais au moins appris ça

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je pense que le paramètre le plus caractéristique pour la faisabilité de l'expérience est le Q du pendule.
Donc, il faut perdre le moins possible d'énergie par oscillation et que les oscillations soient les plus lentes possibles.
Ces deux buts sont favorisés par les pendules longues. Grande période et vitesse linéaire faible.
De plus, comme les pertes sont indépendantes de la densité (pour un même volume) on a intérêt à avoir la plus grande densité du pendule, ce qui maximise l'énergie de départ et le Q.

Je peux ajouter l'or et uranium appauvri à la liste de métaux denses.
Mais je pense que le fer a le rapport prix/densité le plus faible.

Un autre problème qui rend plus difficile la détection rapide de la rotation, est que le pendule n'oscille pas nécessairement dans un plan. Il a toujours un peu de composante latérale ce qui fait que la trajectoire est un peu elliptique. Cela dépend du lancement initial qui doit être le plus soigneux possible.

Il faudrait chercher sur le web pour voir si quelqu'un a réussi à faire un pendule de faible longueur (et qui montre quelque chose).

Au revoir.