TP chute libre verticale d'une bille
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TP chute libre verticale d'une bille



  1. #1
    inviteda7b675e

    TP chute libre verticale d'une bille


    ------

    J'ai effectuté une chronophotographie d'une bille en chute libre pour déterminer l'accélération de la gravité avec x(t) = ½*a*t2+vitesse(initiale)*t+x(i nitiale) et v(t) = a*t + v0

    j'obtiens les graphiques de la position en fonction du temps et la vitesse instantanée en fonction du temps. mais j'obtiens une accélération de 7.4 à 8.5 m/s2 donc 10% à 25% de marge d'erreur par rapport a la valeur 9.81 théorique. et je trouve cette marge d'erreur trop grande.

    Quelqu'un pourrait m'expliquer pourquoi j ai une marge d'erreur si grande ?

    -----

  2. #2
    verdifre

    Re : TP chute libre verticale d'une bille

    bonjour,
    il faudrait au moins avoir les mesures et le protocole experimental
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  3. #3
    Coincoin

    Re : TP chute libre verticale d'une bille

    Salut,
    Une grosse source d'erreur est le fait qu'il y a des frottements, ce qui diminue la valeur de l'accélération.
    Encore une victoire de Canard !

  4. #4
    inviteda7b675e

    Re : TP chute libre verticale d'une bille

    Matériels :
    Pour ce travail pratique nous avons utilisé :
    - une règle
    - un trépied pour la régle
    - deux répères afin de délimiter une échelle sur les photos
    - un appareil photo numérique, Nikon, COOLPIX P90
    - un trépied pour l’appareil photo numérique
    - une bille métallique

    Méthode :
    Réalisation d’une chronophotographie d’une bille métallique en chute libre.
    Réglages de l’appareil photo :
    - Temps de pause : 1 min.
    - Ouverture du diaphragme : automatique
    - Sensibilité : 400 ISO
    Réglage du stroboscope :
    - 30 Hz
    La réalisation de cette expérience est simple et rapide.
    Pour commencer, il faut installer le matériel. Monter l’appareil photo sur le trépied, placer la règle sur le trépied avec les repères sur celle-ci. Le choix de la distance entre ces deux repères importe peu, il faut juste la relever car elle est importante pour la mesure de l’échelle sur la photo. Placer le stroboscope sur une cale de manière à ce qu’il soit incliner d’une quizaine de degré vers le haut de la règle. Cadrer l’appareil de manière à obtenir toute la chute de la bille métallique. Placer, sur le sol, un coussin de mousse afin d’empêcher la bille de rebondir pour ne pas avoir des images de la bille au rebond. Après installation du matériels, il faut faire le noir total dans la pièce pour qu’aucune lumière autre que celle du stroboscope n’interfère dans la chronophotographie. Ensuite, il suffit simplement qu’une personne se place à côté de la règle pour lâcher la bille métallique et d’une personne pour prendre la photo. La personne doit lâcher la bille au moment où elle entend le bruit du déclenchement de l’obturateur.
    Réaliser l’opération jusqu’à obtenir une chronophotographie avec des images assez précises de la bille métallique.


    Résultats :
    Chronophotographie réalisé avec 30 [Hz] :


    Temps [s] Position [m]
    0 0
    0.033 0.05714
    0.067 0.12488
    0.1 0.20184
    0.133 0.2894
    0.167 0.38525
    0.2 0.48986
    0.233 0.6023



    Temps [s] Position [m] Vitesse instantanée [m/s]
    0 0
    0.033 0.05714 1.731515152
    0.067 0.12488 1.992352941
    0.1 0.20184 2.332121212
    0.133 0.2894 2.653333333
    0.167 0.38525 2.819117647
    0.2 0.48986 3.17
    0.233 0.6023

    En utilisant Excel on obtient pour la position en fonction du temps:
    y = 4,211x2 + 1,607x - 0,000
    donc g= 8.422
    et avec la vitesse instantanée en fonction du temps:
    y = 8,553x + 1,451
    donc g= 8.533

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    inviteda7b675e

    Re : TP chute libre verticale d'une bille

    les frottements sont négligeables et justement ce que je cherche a trouver c est cette grosse source d erreur.

  7. #6
    verdifre

    Re : TP chute libre verticale d'une bille

    bonjour,
    tu ne connais l'instant de depart qu'avec 1/30éme de seconde de précision
    aprés 1/30éme c'est long, tu calcules delta x/delta t, mais cela corespond à la vitesse en quel point ou a quel instant ?
    au point x au point x+ delta x ou à un point intermédiaire et au temps t, au temps delta t ou à un temps intermédiaire ?
    pour y voir plus clair tu devrais déja tracer la courbe de la vitesse en fonction du temps
    tu sais que c'est à priori une droite et cela te permettra de repérer un certain nombre de biais
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  8. #7
    Coincoin

    Re : TP chute libre verticale d'une bille

    les frottements sont négligeables
    Comment le sais-tu ?
    Encore une victoire de Canard !

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