Pendule et effet Doppler

Thèmes abordés

Pendule, effet Doppler, énergie mécanique, vitesse, vitesse d'un véhicule, protocole, baccalauréat, compétences expérimentales

Résumé du document

On va ici commencer par réaliser l'acquisition d'une vidéo des oscillations du pendule passant par sa position la plus haute au cours de quatre oscillations successives tout en gardant les conditions évoquées dans le document 1, notamment lâcher l'objet avec un angle compris entre 15 et 20° et sans vitesse initiale.

Extraits

[...] A ce moment, l'amplitude du mouvement d'oscillation du pendule ne sera plus le même car des forces non conservatives s'appliqueront au pendule. Il ne sera donc plus envisageable de réaliser une mesure du temps. 1. Mesure de la vitesse d'un véhicule par effet Doppler La lecture de la fréquence f se fait directement sur l'appareil de mesure déjà installé. Donc rien de compliqué ici. A la vue de la définition de l'incertitude relative et de l'incertitude absolue on aura donc l'incertitude absolue qui s'écrit : D'après les données du constructeur. [...]

[...] Pendule et effet Doppler 1. Élaboration d'un protocole pour évaluer l'énergie mécanique On va ici, commencer par réaliser l'acquisition d'une vidéo des oscillations du pendule passant par sa position la plus haute au cours de quatre oscillations successives tout en gardant les conditions évoquées dans le document 1 notamment lâcher l'objet avec un angle compris entre 15 et 20° et sans vitesse initiale. Une fois l'acquisition réalisée, il suffit de faire un pointage en prenant comme origine le point de départ c'est-à-dire le point qui correspond à la masse déjà placer avec l'angle initiale. [...]

[...] Dans la suite de cette partie, rien de bien compliqué, utilisez l'oscilloscope comme indiqué sur le sujet et tout ira pour le mieux. Pour ce faire, il suffit de positionner les curseurs sur deux maximums d'amplitude consécutifs et d'en lire la durée entre les deux qui correspondra à la période. Concernant l'incertitude, nous sommes dans le cas d'une double lecture sur une échelle graduée, nous aurons donc : 2. Mesure plus classique de la vitesse d'un véhicule. Ici, nous allons mesurer la vitesse du véhicule de manière beaucoup plus classique en mesurant le temps mis par le véhicule pour parcourir 1 mètre en supposant sa vitesse constante. [...]

[...] Mesure du temps : Ici, on vous demande si le pendule utilisé peut servir à la mesure d'une durée. Deux cas s'offrent à vous et nous allons en discuter maintenant. Premier cas, la hauteur du point le plus haut lors d'une oscillation reste constamment le même, la variation de hauteur du point le plus haut d'une oscillation à une autre reste donc constamment la même et la variation d'énergie mécanique est nulle constamment. Cela signifie physiquement qu'il n'y a que des forces conservatives qui s'appliquent sur le pendule et notamment qu'il n'y a pas de forces de frottement. [...]

[...] Vous devriez trouver globalement le même ordre de grandeur de vitesse suivant les deux méthodes. Cependant, il apparait évident que la technique de l'effet Doppler permet une mesure plus précise de la vitesse du véhicule. Cependant, des erreurs sont forcément présentes, la vitesse du son dépend de la pression mais aussi de la température ce qui induit des erreurs. De même avec la méthode plus classique, le fait que les mesures soit faites de manière plus simpliste implique des erreurs. [...]