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TP corrigé
Le pendule simple
I) Objectif: Étudier un dispositif simple permettant de mesurer une durée puis construire un pendule qui «bat la seconde».
II) Matériel
Rapporteur dangle
Règle
Chronomètre
Fils
Masses
III) Mesure de la période
Une oscillation correspond à un aller-retour de la boule depuis la position d'où on la lâche.
5 OSCILLATIONS : mouvement est périodique ...
20 OSCILLATIONS : mouvement nest plus périodique : lamplitude des oscillations diminue.
Définition Un phénomène qui se reproduit identique à lui même à intervalle de temps régulier est appelé phénomène périodique.
On parle de mouvement périodique pour le pendule lorsque le nombre doscillations est petit.
Définition : La période du pendule est la durée d'une oscillation. Elle est notée T.
On souhaite mesurer la période T du pendule.
Il est préférable de mesurer la durée de 10 oscillations car lerreur sur la mesure sera proportionnellement plus faible : écart relatif moindre.
On chronométre le temps t correspondant à 10 oscillations, c'est à dire la durée de 10 allers-retours de la boule. tð = 11 s (plus de précision est un peu illusoire)
L'unité de la période est donc la seconde (s)
IV) Études des paramètres influant sur la période T du pendule
Les paramètres qui peuvent influer sur la période du pendule : Angle initial/masse/longueur de fil.
Nous allons centrer notre étude sur 2 paramètres : masse et longueur de fil.
a) Influence de la masse
Prendre 2 systèmes de masses différentes:
m1 = 20g et m2 = 40g
On lance le pendule toujours avec le même angle ± = 20°
m1 = 20gm2 =40g10T (s)1111T (s)1,11,1
Conclusion: La masse de la boule n intervient pas sur la période du pendule.
b) Influence de la longueur L du pendule.
On prend la masse m1 = 20g. On lance le pendule toujours avec le même angle ± = 20°
On fait varier la longueur L du pendule et on détermine la période du pendule.
L (m)0,30,40,50,60,70,810T (s)111314161719T (s)1,11,31,41,61,71,9
La période augmente quand la longueur L augmente
La période correspondant à la longueur 0,8m nest pas le double de la période correspondant à la longueur 0,4m . Donc la période nest pas proportionnelle à la longueur du pendule.
L (m)0,30,40,50,60,70,8T2 (s2)1,21,72,02,62,93,6
On compléte le tableau ci contre puis on trace le graphe T2 = f(L).
On saperçoit (Oh joie !) que T2 est proportionnelle à L.
Quelle relation peut être la bonne pour exprimer la période du pendule?
1)T = EMBED Equation.3 2) T = EMBED Equation.3 3) T = !)¦§¨©ª«¬¾¿ÆÇÒÓáâçûüý[ \ {
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