Etude énergétique d'un pendule
But de la séance: Exploiter une acquisition vidéo pour rechercher ce que devient l'énergie potentielle d'un pendule lorsqu'il est lâché après avoir été légèrement écarté de sa position d'équilibre.
Travaux à effectuer :
1. Acquisition de la vidéo d’un pendule de longueur l = ... à l'aide du logiciel Atelier Scientifique.
2. Exploitation de la vidéo à l'aide du logiciel Atelier Scientifique.
2.1. Ouvrir la vidéo dans l’Atelier Scientifique.
APPEL N°1
Appeler le professeur pour vérification de la vidéo
LES POINTAGES QUE VOUS EFFECTUEZ DANS LA SUITE CONDITIONNENT LAQUALITEDESRESULTATS
2.2. Effectuer l’étalonnage en pointant les extrémités de la double flèche puis placer l’origine du repère au centre de la bille sur cette image.
2.3. Faire un pointage du centre de la bille pendant au moins 60 images (le film avance automatiquement d'une image).
APPEL N°2
Appeler le professeur pour vérification du pointage de la vidéo
3. Exploitation graphique des données.
3.1. Dans l’onglet « Tableau », les coordonnées des points sont enregistrées sous les noms « X » et « Y » : ce sont les courbes d’évolution de l’abscisse et de l’ordonnée du centre de la bille au cours du temps. Les visualiser dans l’onglet « Graphique ».
3.2. Décrire en une phrase précise l’évolution de X au cours du temps. Faire de même pour Y.
3.3. Utiliser les courbes pour déterminer la période T du pendule (grâce au pointeur).
3.4. Comparer avec la valeur théorique T = 2 g
π L où g représente l’intensité de la pesanteur : ici g = 9,81 m.s–2 Chuchoter Pas d’échange
entre les groupes Bavardages S’investir
APPEL N°3
Appeler le professeur pour vérification des résultats
3.5. Pour l’étude énergétique, créer successivement les nouvelles variables suivantes Vx ; Vy ; V2 ; Ec ; Ep ; Em . - Pour les expressions de vitesse Vx et Vy, on utilisera la fonction dérivée.
- V2 = Vx2 + Vy2
- Pour Ec , Ep et Em les définitions. Données: masse de la bille m = ... g ; g = 9,81 N.kg-1. 3.6. Justifier l'utilisation de la dérivée pour calculer Vx et Vy.
3.7. Ecrire les formules utilisées pour représenter Ec, Ep et Em.
3.8. Visualiser Em ; Ep et Ec dans une nouvelle fenêtre. Modéliser les courbes obtenues.
4. Interprétation des graphes.
4.1. Expliquer en utilisant des termes de mécanique cette évolution.
APPEL N°5
Appeler le professeur pour lui présenter oralement votre analyse
4.2. Ajouter un titre à l’étude énergétique.
4.3. L'enregistrement étudié assez bref nous a permis d'observer ce qui se produit lorsque les frottements sont négligeables. Indiquer, sous forme graphique, comment évoluent les 3 grandeurs énergétiques lorsque l'enregistrement étudié est beaucoup plus long (ou lorsque les frottements sont plus
importants).
APPEL N°4
Appeler le professeur pour vérification de l'exactitude des tracés
APPEL N°6
Ranger le matériel et appeler le professeur
