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Véronique Savalli-Mesnil
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(photos et textes)

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Cette expérience de physique amusante est très facile à réaliser par des enfants.

Matériel :

  • Powerlift2 Gris Yellow solar core Grey Black Chaussures Adidas dark Mixte Adulte Indoor Multisport du fil assez solide
  • plusieurs petits objets assez lourds (comme une grosse vis, des gros boulons, des grosses clés..)
  • chronomètre (ou montre)
  • bout de bois ou règle (facultatif)

Expérience :

Attache le petit objet au bout d’un fil de l’ordre de 1 mètre et suspend le fil à une attache (poignet d’une porte par exemple si l’objet est petit..). Si l’objet est un peu gros, tu peux attacher le fil à un bâton suspendu entre deux chaises. Bien mettre le noeud d’attache en-dessous du bâton.


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Installation proposée

Incline le fil d’un certain angle en gardant le fil tendu (l’angle d’inclinaison initial ne doit pas excéder 45 degrés). Observe ce qu’il se passe.

Change l’angle initial d’inclinaison. Le mouvement est-il modifié ou plus précisément la durée d’un balancement est-elle modifiée ?

Change l’objet (tu peux mettre un objet plus lourd ou moins lourd). Le balancement est-il modifié ?

Grey dark Multisport Black Indoor Powerlift2 Adulte Yellow core Adidas Mixte solar Chaussures Gris Change la longueur du fil attaché à l’objet. Que se passe-t-il ?

Remarque sur le dispositif : si le fil glisse trop sur le bâton, tu peux utiliser un élastique comme moyen d’attache. Tu enfiles l’élastique sur le bâton puis tu fais un noeud pour attacher le fil sur la boucle de l’élastique. Sur la photo ci-dessous, j’ai utilisé comme objet une grosse clé.


Astuce pour attacher le fil sur le bâton

Que se passe-t-il ?

Indoor Mixte Gris Powerlift2 Chaussures Multisport Black core solar Yellow Grey dark Adulte Adidas Tu viens de réaliser un pendule pesant. Le petit objet au bout du fil est soumis à trois forces : son poids, la tension du fil et des forces de frottements diverses.

A cause de la présence du poids, le pendule pesant oscille ou se balance ! C’est le poids qui est responsable du mouvement de balancement de l’objet autour du point d’attache du pendule. Tu as pu également constaté que le pendule ne revient quasiment jamais à sa position initiale ! C’est à cause de la force de frottement sur le pendule (force de frottement due à la présence de l’air, ou frottement au niveau de l’attache du pendule) ! Cette force fait perdre de l’énergie au pendule tout au cours de son mouvement. Si il n’y avait pas de force de frottement, le pendule ne s’arrêterait jamais ! A cause de cette force, l’amplitude du balancement ne cesse de décroître.

Lorsque tu changes l’angle d’inclinaison initial du pendule (si il reste suffisamment petit), tu peux remarquer que la période du balancement n’est quasiment pas modifiée.

Multisport Gris solar Yellow Adulte Chaussures dark Mixte Adidas Indoor core Black Grey Powerlift2 Gris Grey Multisport dark Yellow Indoor core Adidas Mixte Chaussures Adulte solar Black Powerlift2 De la même manière lorsque, tu changes l’objet, tu peux remarquer que la période du balancement n’est quasiment pas modifié.

En revanche, lorsque tu modifies la longueur du fil, la période d’oscillation du pendule varie !

Grey solar Indoor Adidas Adulte Yellow Powerlift2 dark Gris Black core Chaussures Mixte Multisport Les physiciens montrent, lorsque l’on travaille avec des angles d’inclinaison pas trop élevés, que la période d’oscillations du pendule dépend seulement de la longueur du fil et non de la masse de l’objet, ni de l’angle d’inclinaison !….Plus précisément, cette période varie proportionnellement à la racine carrée de la longueur du fil. Ainsi pour une longueur du fil de l’ordre de 1m, la période est de 2s, ou plus précisément le pendule rebrousse chemin toutes les secondes….ça ne te fait pas penser aux vielles horloges à balancier ????

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