Mesure de la période du pendule en changeant 3 facteurs : l’amplitude, la longueur et la masse.
par Laurent Progin, Ruben da Costa, Yannick Zillweger
Nous allons, à l’aide de LabPro, mesurer la période d’un pendule et déterminer parmi 3 facteurs, lesquels influencent sa période.
Nous commencerons par répondre aux 2 questions préalables et ensuite nous continuerons avec la partie procédure pour finir avec l’analyse.
Questions préalables :
1) En observant le pendule se balancer, ils nous semble que la période ne dépend pas de l’amplitude mais elle dépend de la longueur du fil utilisé.
2) En changeant la masse, nous ne constatons aucun changement dans la période du pendule.
Procédure :
Partie I Amplitude :
Voici le tableau des mesures que l’on a faites grâce à LabPro.
| Amplitude(°) | Période moyenne(s) |
|---|---|
| 15 | 1,391 |
| 30 | 1,406 |
| 45 | 1,434 |
| 60 | 1,468 |
| 75 | 1,531 |
| 90 | 1,584 |
On constate que la période est influencée par l’amplitude, ce qui est contraire à notre prédiction initiale !
Partie II Longueur :
Voici le tableau des mesures effectuées pour la partie longueur.
| Longueur(cm) | Période moyenne(s) |
|---|---|
| 100 | 1,951 |
| 90 | 1,874 |
| 80 | 1,738 |
| 70 | 1,645 |
| 60 | 1,529 |
| 50 | 1,410 |
Nous constatons que notre prédiction initiale, qui disait que la période du pendule dépend de la longueur, s’avère vraie et les écarts entre les différentes périodes sont plus importants que ceux de la partie amplitude.
Partie III Masse :
Voici le tableau des mesures obtenues pour cette troisième et dernière partie :
| Masse(g) | Période moyenne(s) |
|---|---|
| 100 | 1,986 |
| 200 | 1,973 |
| 300 | 1,956 |
On constate, comme à la partie I, que la période dépend aussi de la masse. Notre prédiction initiale est donc fausse, car à l’oeil nu il est très difficile de voir ces petites différences de période.
Analyse :
1) LabPro est réglé pour mesurer la durée séparant 2 blocages du faisceau et pas la durée entre chaque blocage, car la période est le temps séparant deux passages consécutifs dans le même sens devant la cellule.
2) La période dépend bien de l’amplitude et le graphique obtenu nous montre une légère augmentation de la période en fonction de l’amplitude.
3) La période dépend bien de la longueur et le graphique obtenu nous montre une augmentation de la période en fonction de la longueur.
4) La période dépend bien de la masse et le graphique obtenu nous montre une légère diminution de la période en fonction de la masse. Bien entendu nous n’avons utilisé que 3 masses différentes et pour avoir la certitude que la période dépend bien de la masse, nous aurions dû prendre quelques mesures supplémentaires avec des masses plus grandes et plus petites que 100[g].