But Mesurer l’accélération gravitationnelle g en observant le mouvement d’une bille en chute libre et en utilisant un pendule simple.

But
Mesurer l’accélération gravitationnelle g en observant le mouvement d’une bille en chute libre et en utilisant un pendule simple.

Matériel

• Un support à électrodes
• Un générateur d’étincelles
• Un pendule simple (un support universel et un support a thermomètre)
• Un chronomètre
• Une règle d’un mètre en plastique
• Un ruban à mesurer
• Un rouleau de papier marquer
• Un rouleau de papier collant (masking tape)
• Un coussin

Théorie

1.Corps en chute libre

Tout corps en chute libre subit une accélération constante et verticale vers le bas, égale à environs 9,8 m/s².

2.Pendule simple

Pour de faible oscillation (plus petite que 15 degrés) la période T est égale à  où L est la longueur du pendule en mètre[pic 1]

Manipulation

1.Bille en chute libre

1.1. Attachez la bille à une bande de papier marqueur sensible aux étincelles

1.2. Positionner le générateur d’étincelles à 1/30

1.3. Laissez tomber la bille et le papier marqueur entre les électrodes et utiliser le coussin pour amortir la chute de la bille

1.4. À l’aide des points noirs créés, noter dans un tableau la distance parcourue et le temps, par la suite calculer le déplacement (delta x) et la vitesse.

1.5. Calculez g à partir de la pente du graphique. Comparez votre résultat avec la valeur g=9,8m/s². Quel est l’écart en % entre les deux?

1.6. Trouvez la valeur de l’ordonnée à l’origine. Que représente physiquement l’ordonnée à l’origine?

2.Pendule simple

2.1. Construisez un pendule simple avec les supports universel et à thermomètre

2.2. Mesurez la période T pour des longueur de fil L variant de 20cm à 100cm

2.3. Tracez le graphique de L en fonction de T calculez la pente et déduire g

2.4. Comparez vos résultats avec la valeur g= 9,8m/s². Quel es l’écart (%) entre les deux?

2.5. Quelle méthode vous semble la plus précise?

[pic 2]

Tableau 2.1* : Mesures relatives au pendule simple

*2.1🡪partie 2 (pendule simple) tableau 1

T=t/10  Ex T=9,1s/10=0,91s pour une oscillation     T²=TxT=(0,91s)²=0,83s²

Calcul :

A=T² 
[pic 5][pic 3][pic 4]

graphique en lien avec le tableau 2.1[pic 6]

             Calcul : Y=L (longueur du pendule en m) x=(T² en s²)

 Y=0,2393x+0,0025  🡪 L=mT²+b 🡪 L=0,2393T²+0,0025

L=0,2393T²+0,0025     🡪     🡪 
[pic 7][pic 8][pic 9]

tableau2.2[pic 10][pic 11]

[pic 12]

Analyse

Analyse partie; Pendule simple

Il est plus que logique que le graphique du pendule soit issue d’une fonction y=ax+b, car l’attraction gravitationnelle est constante sur la Terre. Lorsque nous avons une pente qui est constante il n’y a que la fonction affine (y=ax+b) qui propose une pente constante, mais étant donné que nous avons un mouvement circulaire créé par le pendule il faut donc diviser g par 4ℼ². De plus la droite est croissante vers la droite, car lorsque la longueur du fil augmente, en lâchant toujours la bille à 15º, T² augmente aussi.

...