Travaux Pratiques de Physique

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Questions and Answers

Quel est le rôle du point (0,0) dans la représentation des droites passantes par les rectangles d'incertitude ?

  • Il doit être ignoré lors des tracés.
  • Il représente l'origine des coordonnées.
  • Il est le seul point de référence pour toutes les mesures.
  • Il détermine les pentes maximales et minimales des droites. (correct)

Quelle est la longueur fixe du pendule utilisée dans l'expérience ?

  • 70 cm
  • 50 cm (correct)
  • 100 cm
  • 30 cm

Quel est le but de chronométrer trois fois la durée de 10 périodes ?

  • Pour éliminer les erreurs de mesure individuelles.
  • Pour établir une moyenne plus précise. (correct)
  • Pour déterminer l'incertitude absolue.
  • Pour comparer les valeurs des angles.

Quelle valeur de θ0 montre une amplitude donnée de 40° dans l'expérience ?

<p>40° (A)</p> Signup and view all the answers

Comment doit-on représenter Tmoy sur le graphique ?

<p>En fonction de <em>sin²(θ0/2)</em>. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle information doit être négligée lors de la représentation graphique ?

<p>L'incertitude absolue sur <em>sin²(θ0/2)</em>. (A)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce que la pente maximale Pmax représente dans le contexte donné ?

<p>La relation entre <em>Tmoy</em> et <em>sin²(θ0/2)</em>. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'utilité de calculer les valeurs de T et Tmoy à partir de l'ordonnée à l'origine ?

<p>Pour établir une relation entre la période et la longueur du pendule. (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle information doit être déduite de la valeur de g et de l'incertitude absolue Δg ?

<p>L'accélération due à la gravité localisée. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'importance de conclure après avoir effectué les calculs ?

<p>Pour tirer des implications sur l'étude de la gravité. (C)</p> Signup and view all the answers

Quel est le principal objectif de l'étude d'un pendule simple?

<p>Comparer les oscillations à faibles et grandes amplitudes. (D)</p> Signup and view all the answers

Dans un pendule simple, qu'est-ce qui est négligeable selon les hypothèses établies?

<p>La masse du fil. (C)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la position d'équilibre d'un pendule simple?

<p>À la verticale OA. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle relation à partir de l'énergie mécanique est utilisée dans l'étude du pendule simple?

<p>$0 + mgh_{0} = rac{1}{2}mv^{2} + mgh$ (A)</p> Signup and view all the answers

Que représente l'angle θo dans le contexte d'un pendule simple?

<p>L'angle de déviation initial du pendule. (B)</p> Signup and view all the answers

Dans le cas des oscillations à faibles amplitudes, quelle approximation est faite pour sin θo?

<p><em>sin θo</em> est approximé à <em>θo</em> exprimé en radians. (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle équation différentielles décrit le mouvement du pendule simple?

<p>$ rac{d^{2}θ}{dt^{2}} + rac{g}{l}sin θ = 0$ (B)</p> Signup and view all the answers

À quel moment le pendule simple commence-t-il à osciller?

<p>À l'instant où il est lâché sans vitesse initiale. (B)</p> Signup and view all the answers

Pourquoi la conservation de l'énergie mécanique est-elle mentionnée dans l'étude du pendule simple?

<p>Pour indiquer que l'énergie totale reste constante en l'absence de frottements. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la relation entre la longueur l du fil et la période des oscillations du pendule simple?

<p>La période varie avec le carré de la longueur <em>l</em>. (B)</p> Signup and view all the answers

Quelle est l'équation différentielle caractéristique d'un oscillateur harmonique selon le contenu?

<p>$ rac{d^2θ}{dt^2} + rac{g}{l}θ = 0$ (D)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'expression correcte de la période d'un pendule selon l'énoncé?

<p>$T_{0} = 2π( rac{l}{g})^{1/2}$ (D)</p> Signup and view all the answers

Que décrit l'équation $dt = ( rac{l}{2g})^{1/2} rac{dθ}{(cosθ_{0} - cos θ)^{½}}$?

<p>La variation du temps pour un angle en mouvement (C)</p> Signup and view all the answers

Comment la période T réagit-elle par rapport à l'amplitude θo selon le contenu?

<p>T augmente avec l'amplitude θo (B)</p> Signup and view all the answers

Quel angle θo est fixé dans l'exemple pour l'expérience sur le pendule?

<p>10° (D)</p> Signup and view all the answers

Quelle est la formule pour la variation de la période $ ext{Δ}T_{stut}$?

<p>$sup(|T_{moy} - T_{1}| ; |T_{moy} - T_{2}|)$ (A)</p> Signup and view all the answers

Quel est l'impact d'un angle faible θo sur la période T?

<p>T est proportionnel à θo (A)</p> Signup and view all the answers

Quelle mesure mécanique est inexistant expérimentalement selon l'exemple donné?

<p>Mesure de la période pour une longueur nulle (A)</p> Signup and view all the answers

Dans l'équation $T=2π rac{l}{g}$, quelle est la signification de chaque symbole?

<p>T est le temps, l longueur, g accélération gravitationnelle (D)</p> Signup and view all the answers

Qu'est-ce que l'on intègre pour obtenir l'expression de la période lors d'oscillations à grandes amplitudes?

<p>La fonction $ rac{dθ}{(cosθ_{0} - cos θ)^{½}}$ (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Pendule simple

Un système composé d'une masse ponctuelle fixée à l'extrémité d'un fil inextensible de masse négligeable, oscillant dans un champ de pesanteur uniforme.

Période des oscillations (T)

La durée d'une oscillation complète du pendule simple.

Amplitude des oscillations (θo)

L'angle maximal par rapport à la verticale que fait le pendule pendant son mouvement.

Conservation de l'énergie mécanique

L'énergie totale du pendule simple reste constante au cours du mouvement, car les frottements sont négligés.

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Approximation des petites oscillations

Lorsque l'angle d'oscillation est petit (θo ≈ 10°), on peut approximer le sinus de l'angle par l'angle lui-même (sin θo ≈ θo).

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Equation différentielle du mouvement (d²θ/dt² + (g/l)sin θ = 0)

L'équation qui décrit le mouvement harmonique simple du pendule simple pour de petites oscillations.

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Période des petites oscillations (T = 2π√(l/g))

La relation qui lie la période des oscillations d'un pendule simple à la longueur du fil et à l'intensité de la pesanteur.

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Intensité de la pesanteur (g)

L'accélération due à la gravité, qui détermine la force qui attire le pendule vers le bas.

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Longueur du pendule (l)

La longueur du fil qui relie la masse au point fixe.

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Détermination de l'intensité de la pesanteur

L'étude du pendule simple permet d'obtenir une valeur expérimentale de l'intensité de la pesanteur.

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Equation différentielle du pendule simple (petites amplitudes)

L'équation différentielle qui représente le mouvement d'un pendule simple lorsqu'il oscille avec de petites amplitudes.

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Période d'oscillation du pendule simple (petites amplitudes)

La période d'oscillation d'un pendule simple lorsqu'il oscille avec de petites amplitudes.

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Equation du temps de déplacement d'un pendule simple

L'équation qui permet de calculer la variation de temps dt lors du déplacement d'un pendule simple d'un angle .

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Période du pendule simple (grandes amplitudes)

La période d'oscillation d'un pendule simple lorsqu'il oscille avec de grandes amplitudes.

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La période du pendule simple dépend de l'amplitude

La période d'un pendule simple est une fonction de l'amplitude des oscillations, ce qui signifie qu'elle varie en fonction de l'angle initial θo.

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Manipulation du pendule simple: conditions initiales

Fixer la longueur du fil à 30 cm, écarter le pendule de 10° et le lâcher sans vitesse initiale.

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Mesure de la période du pendule simple

Mesurer le temps de 10 périodes et répéter la mesure trois fois pour calculer la période moyenne et l'incertitude statistique.

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Représentation graphique de la période du pendule simple

Tracer un graphique de la période moyenne en fonction du sinus carré de l'angle initial divisé par 2.

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Détermination de l'accélération due à la gravité

Calculer la valeur de l'accélération due à la gravité g à partir de la pente du graphique.

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Incertitude sur la valeur de g

Calculer l'incertitude absolue sur la valeur de g à partir de la pente maximale et minimale du graphique.

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Période d'un pendule simple

La période d'un pendule simple est donnée par la formule T = 2π√(l/g), où l est la longueur du pendule et g l'accélération due à la gravité. Cette expression est valable pour les oscillations de faible amplitude, mais elle devient plus complexe pour les grandes amplitudes.

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Qu'est-ce que la période d'un pendule simple ?

La période d'un pendule simple est une mesure du temps qu'il faut au pendule pour effectuer un cycle complet. Elle est donnée par la formule T = 2π√(l/g), où l est la longueur du pendule et g l'accélération due à la gravité.

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Oscillations à grande amplitude

Pour les oscillations de grande amplitude, la période du pendule n'est plus donnée par la formule simple T = 2π√(l/g). Il faut tenir compte du fait que l'angle initial de la déviation du pendule influe sur la période.

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Facteurs qui influencent la période d'un pendule simple

La période d'un pendule simple dépend de sa longueur et de l'accélération due à la gravité. Elle est indépendante de la masse du pendule.

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Incertitude sur la période d'un pendule

L'incertitude absolue sur la mesure de la période du pendule est une estimation de l'erreur possible lors de la mesure. Elle est calculée à partir de la différence entre la période maximale et minimale obtenues lors de plusieurs mesures.

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Comment calculer l'incertitude absolue sur la période d'un pendule ?

Pour déterminer l'incertitude absolue sur la période d'un pendule simple, il faut effectuer plusieurs mesures de la durée de plusieurs périodes et calculer la différence entre la période maximale et minimale. L'incertitude absolue est alors la moitié de cette différence.

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Pente du graphe Tmoy en fonction de sin²(θo/2)

La pente du graphe Tmoy en fonction de sin²(θo/2) permet de déterminer la valeur de g.

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Calculer g à partir de la pente du graphe

En utilisant les équations de la droite et la formule de la période d'un pendule simple, on peut exprimer la valeur de g en fonction de la pente du graphe Tmoy en fonction de sin²(θo/2)

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Incertitude absolue sur la mesure de g

L'incertitude absolue sur la valeur de g est une estimation de l'erreur possible lors de la détermination de g. Elle peut être calculée à partir de l'incertitude absolue sur la pente du graphe Tmoy en fonction de sin²(θo/2)

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Conclusion de l'expérience

En comparant la valeur de g obtenue à partir de l'expérience avec la valeur théorique de l'accélération due à la gravité, on peut valider la validité des résultats.

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Study Notes

Travaux Pratiques de Physique

  • Objectifs: Déterminer les lois de la physique à travers des expériences reproductibles.
  • Cours: Explications théoriques des phénomènes physiques.
  • Travaux Dirigés (TD): Exercices et problèmes pour approfondir la compréhension théorique.
  • Travaux Pratiques (TP): Expériences pour illustrer les concepts physiques.

Règles et Recommandations pour les TP

  • Changement de filière: Les étudiants doivent informer le responsable s'ils changent de filière.
  • Annulation de dispense: Les étudiants redoublants ayant une note TP supérieure ou égale à 10/20 sont dispensés. Ceux avec une moyenne entre 10 et 11/20 peuvent demander une réinscription en TP.
  • Nouveaux étudiants: Les nouveaux inscrits doivent contacter le responsable des TP avec une copie de leur inscription.
  • Présence obligatoire: La présence aux séances de TP est obligatoire.
  • Justification d'absence: Toute absence non justifiée est sanctionnée par une note de 0. La justification doit être écrite et tamponnée.
  • Coefficient des TP: La note finale des TP est basée sur un contrôle individuel (30%) et la moyenne des comptes rendus (70%) avec un coefficient de 1/4.
  • Réclamation de notes: Tout étudiant peut faire une réclamation de notes dans les 48 heures suivant l'affichage, en cas d'erreur.
  • Matériel requis: Les étudiants doivent se munir du polycopié, du papier millimétré, d'une calculatrice, d'une règle, d'un crayon et d'une gomme.
  • Répartition des tâches: Les binômes ou trinômes doivent répartir équitablement les tâches entre les membres.
  • Manipulations: Les étudiants ne sont pas autorisés à effectuer des manipulations sans l'accord ou la présence du professeur
  • Précaution: Ne pas brancher ou débrancher un montage ou allumer un appareil sans l'accord du professeur.

Incertitudes sur les Mesures

  • Incertitudes systématiques: La limite de la précision de l'instrument de mesure.
  • Incertitudes accidentelles: Erreurs dues à la répétabilité des mesures.
  • Incertitude absolue: Somme des incertitudes systématiques et accidentelles.
  • Incertitude relative: Rapport entre l'incertitude absolue et la valeur mesurée; exprimée en pourcentage.

Représentation Graphique

  • Choix des échelles: Le choix des échelles sur le graphique doit permettre de couvrir l'espace du papier au maximum.
  • Points expérimentaux: Les points expérimentaux doivent être reportés avec les incertitudes de mesure.
  • Droites limites: Dessiner les droites limites, la pente minimale et maximale, du graphique.
  • Calcul de la pente: Calculer la pente moyenne et son incertitude.
  • Origine: L'origine n'est pas obligatoirement à zéro.

Étude d'un Pendule Simple

  • But: Déterminer l'intensité de la pesanteur.
  • Partie théorique: Définition du pendule simple, période des oscillations (à faible et à grande amplitude).
  • Manipulation: Déterminer la période d'oscillation pour différentes amplitudes et longueurs du fil.
  • Exploitation du graphique: Représentation graphique et détermination de la valeur de la pesanteur, avec l'incertitude respective.

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