Partie 4 : Evolution temporelle des systèmes mécaniques

Systèmes mécaniques oscillants : le pendule simple

Objectifs
Etudier un système oscillant mécanique
Définir un pendule simple

Pendule simple
Un pendule est constitué:
- d'un solide de masse m de petite dimension.
- d'un fil inextensible de longueur L et de masse négligeable devant m.

Lorsque le pendule est écarté de sa position d’équilibre, d’un angle (, et lâché sans vitesse initiale il oscille.

Une oscillation est le mouvement effectué par le pendule entre 2 passages consécutifs et dans le même sens par une position donnée du pendule

La période T0 du pendule est la durée qui sépare deux passages consécutifs du pendule, dans le même sens, par la position d'équilibre.

[pic]

Manipulation 1 : Mesure de la période T0 du pendule simple

- Prendre un fil de longueur L = 20 cm.

- Placer une masse m = _____40.6g____ au bout du fil.

- Ecarter l’objet et le fil tendu de façon à ce que l’angle ( = 10 °

- Déclencher le chronomètre dès que le pendule est laché

- Mesurer avec un chronomètre la durée Δt de 5 oscillations (une oscillation correspond à un aller-retour).

Exploitation 1

1. Déterminer la période T du pendule simple constitué.

0.8s

2. Donner les paramètres qui pourraient avoir une influence sur les oscillations du pendule simple.

Masse, angle, longueur du fil.

Manipulation 2 Influence des paramètres

➢ Méthode
Pour déterminer si un paramètre pi influence une grandeur donnée, il faut fixer les autres paramètres py et faire varier le paramètre choisi pi.

- Fixer une masse m et un angle ( et faire varier la longueur L entre 20 cm et 1 m.

- Mesurer la durée Δt de 5 oscillations puis en déduire T

- Fixer une masse m, de l’objet ponctel et une longueur L et faire varier l’angle ( entre 10° et 80 °

- Mesurer la durée Δt de 5 oscillations puis en déduire T

- Fixer l’angle ( et la longueur L et