OBJ ECT IFS
2.2 - Monta ge -dé montage
- 3
-ETUDE D'UNE HORLOGE
me s u r e du temps,
ca ra ctérisat ion d'un ph énomè ne pér iodique, tra in d'eng renages.
1 - Le te mp s et so n év ol ut i o n (F ig . 1)
1. 1 - Sont per c e pt i b l es par des impre s sions ocu la ires, audi t ives ... hi storiq ue du re p é r a ge du temps où l 'on as soci e : un phé nomène ré p éti t if natu rel : cos
-mi a ue . cyc le, jour ~u it
- un repé r a g e liné ai r e : éc ou lemen t d'ea u , de sable, co mb u sti o n bougie.. .
1.2 - Pour défi nir une me s ure de temps, il faut chois i r un ét alon qui soit "additi f". Jusqu'en 19 67, la second e éta i t le 1/86 400ème pa r t ie du temps mis par le sole i l entre 2 passage s consécut i fs au mér i d i e n du lieu.
1.3 - Or d r e de grandeur de cyc l e s : 10 9 Sec.: duré e de vie humaine
107 sec.:période de ro t ati on de la te rre autou r du sê-l eil lOS sec.:pér i ode de rot~tion de la terre autour de so n
axe
1 se c .: p ériode sépa rant 2 batte ments de co eur. II - Observa t ion d'une horlo ge didactiq ue
2. 1 Observat ion et desc ript ion exté r ieure si on . part de l 'ensemb le monté
suivr e soigneuseme n t les inst ruc-tion s de montage
préca uti o n s à pre nd re - ob s e rv a -tio n de s guid a ges.
2.3 - Analys e fonctionnelle - remo nt oir à cliq ue t (Fig. 3)
- transmis s ion du mouveme n t des ai guilles : schéma techno -log i qu e (F ig . 2)
- syst ème d'échappement avec son ré glag e (Fig. 4 et S)
al
La den t A donne une impuls ion à l'an cre qui la trans -met au balanc ierb
l
La ro ue d'éc h a p p e ment est libre un bref in s t a ntc
l
Immobilisati o n en Al de la roue par l'autre ext rémi t éde l'ancre
d
l
Le balancier repar t en sen s inverse ap rès avoi r reçu une impulsion de la den t Al , à l'extrémité de sa course l'ancre vient bute r cet t e fois contr e la den t B.III - Etud e expériment ale du mouve me n t de sys tèmes pend u l a i re s divers (Fig. 6)
Sur un systè me : mesu re de la pér iode ave c un chr onomètre ; la période est-e l l e constan te ? Comment la modif i e r ? commen t en treteni r le mou v ement ?
défini r et calculer la fré quence du mouv e ment ; carac tère d'un mouvemen t pér iodiq ue ampl i t ud e
~curc.,
M ."'"
•hr.oS
-<;_===--1
L -
-Ll+---.l~__,
- 5
-IV - Etude de la transmission du -::"'ignons noir z = 10 dents "
rouge 2,z= 12 dents
mouvernent; des aiguilles
Rouge 1; z = 40 dents
Ble~ foncé, z = 36 dents
NB 0R2
NR2 DB
minutes fait
4.1 - Qu'est-ce qu'~n train d'engrenages
N Bleu (minutes) NB .NRl
4.2 - Rapport ,d e .réduction!'l = N Noir (heures) =NR2 N Noir
Comme VBleu = VRouge 2 d'où'
rr
0BNB =if
OR2· NR2 ouZ Z Z
, R2 d'ou', l' = R2. N 12.10 l ' 1 rou
ZB l ZB ,ZRl 36.40 = 12' S l a
l tour, celle des heures en fait 1/12.
des
4.3 - Construction d'une maquette (Fig. 7)
Exemple de rnaq uett e 'o ù' on a : tl'ansmission de rapport 1/12 Coaxialité axes des heures et des minutes
axes des heures et des minutes tournent dans le même s en s
V - Etude de l'échappement (professeurs) (Fig. 8)
Pignons Bleu pâle 2 z 62 dents Orange: z 62 dents
Bleu pâle l z 15 dents Jaune 1: z - 9 dents
Jaune 2 z 52 dents Vert l : z - 10 dents
Vert 2 z 34 deBts on trouve (2 ~ 134
( = zJ1..zB2.z0 52.56.62
2 zVl.zJl.zBl 10. 9.15
VI - Calcul de la période théorique du mouvement au balancier
Comme
r
= N verte l N verte l N verte l (professeur)2 Norange N blanche N Noire
= 134, si N noir = l tour ,en 3 600 sec., la roue
verte l, donc la rOue verte 2 effectue 134 tours en 3 600 sec
soit l tour en 27 sec. , comme la roue Ve.rte 2 possède 34 den
la période de l'échappement donc la période du pendule
régu-lateur sera de 27/34 ~ 0,8 sec./dent. Ceci peut être vérifié
expérimentalement, par les élèves.
VII - Observation des pendules-réveils de récupération
- Analogies et différences :
.observation et dessin de guidages ·sur pivot" observation d'autres formes d'ancres.
VIII - Bibliographie
- La Physique PSSC - Dunod page 9
- Comment ça marche - Ounod page 158, tome l - La mesure du temps - Que sais-je nO 97
- Enc~opédie UnLve r s eLl e v'I' vS p. 500 - L8 p. 559
- Encyclopédie Sciences et Technique L 6 p. 685 - LLO
p. 370
Note Matériel didactique Horloge Color Clock,jouet que l'on
trouve dans les supermarchés ( 45 F1 et maquette en
1
lo~
