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LE PENDULE

Question initiale :

De quoi dépend la période d'un pendule ?

Définition de la période :

"Temps qui s’écoule entre deux passages successifs par le même état d’un système vibratoire."

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HYPOTHÈSE

• La longueur de la ficelle
• La masse de l'objet qui oscille
• La force de l'impulsion initiale donnée à l'objet qui oscille
• La hauteur du plateau (point de fixation)
• L'angle de la ficelle par rapport à la verticale
• La pression de l'air
• De l'environnement dans lequel l'objet qui oscille se trouve
  
  

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DÉMARCHE SCIENTIFIQUE

Longueur de la ficelle

Sophie et Zehra

• Déterminer une masse et un angle

• masse = 28,2 g
• angle = 30°

• Prendre la longueur d'un tour ???
• Lancer le pendule
• Chronométrer le temps ???
• Faire cette démarche 6 fois
• Continuer en ajoutant un tour ???
  
  

Raiana et Ruta

• Prendre un support avec une ficelle assez longue.
• Choisir la longueur de la ficelle que l’on va utiliser durant le procédé.
• Choisir l’angle de la ficelle par rapport à la verticale. Nous avons choisi de prendre un angle à 30°.
• On prend un petit objet sphérique (Masse 2 = 28.20 g) et on l’attache au bout de la ficelle.
• On mesure combien de temps notre pendule prend pour faire une période grâce à un chronomètre.
• On change uniquement la longueur de la ficelle tout au long de l’expérience, les autres grandeurs doivent rester pareilles.
• Remesurer combien de temps le pendule prend pour faire une période.
• Répéter.

Masse de l'objet

Alexis et Théo

• On garde la même longueur de corde de 31,3 cm tout le long de l’expérience, ainsi que le même angle de lancement , soit 30°.
• Nous allons ensuite changer la masse du poids sans changer son volume.
• Les poids sont en forme de sphères.

• Masse 1=36g
• Masse 2= 28.55g
• Masse 3 = 11.03g

• On divise ensuite chaque résultat par 10 pour trouver la moyenne d’une seconde d’aller-retour.
  
  

Alberto et Frédéric

• Nous allons uniquement varier la masse de la sphère d'un pendule et chronométrer le temps d'oscillation avec un angle donné et une longueur de corde donnée.

• Sphère 1 : 10,96 g
• Sphère 2 : 28,52 g
• Sphère 3 : 37,64 g

• Ficelle : 54,5 cm
• Angle : 30°

Clara et Sara

• Nous allons varier ni la longueur de la ficelle, ni l'angle de la ficelle par rapport à la verticale, en changeant à chaque fois de sphère (qui ont toutes une masse différentes).
  
• Nous répéterons l'expérience au moins 5 fois dans les mêmes conditions afin de pouvoir faire une moyenne de nos résultats pour assurer leur précision.

• longueur de la ficelle : 57 [cm]
• angle : 30°

Angle de la ficelle par rapport à la verticale

Estelle et Emilie

• Nous allons toujours prendre la même longueur de ficelle (44cm) et la même masse pour l'objet qui oscille (35g).
  
• Nous allons varier l'angle (par rapport à la verticale) duquel nous allons lâcher l'objet qui oscille.
  
• Nous allons prendre un angle de 30°, 15° et 5°.
  
• Nous allons chaque fois répéter l'expérience 5 fois dans les mêmes conditions.
  
  

Serkan et William

• Nous avons défini un poids et une longueur de ficelle de base. Ensuite, nous avons fait varier l'angle de lancer.
  
  

Lucas et Maeva

• Nous allons faire osciller l'objet.
• Nous allons varier l'angle (30°, 15° et 5°)
• Nous allons répéter l'action au moins 5 fois (pour chaque angle) dans les même conditions ; même longueur de ficelle et même masse à chaque fois.

• masse = 39.08 g
• longueur ficelle = 44 cm
  
  

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PRÉDICTION

Longueur de la ficelle

Sophie et Zehra

• Plus la ficelle est longue, plus la période sera longue aussi.
  
  

Raiana et Ruta

• La période d’une pendule sera plus longue si l’on allonge la ficelle puis si l’on raccourcit la ficelle, la distance parcourue sera plus courte donc la période sera moins longue.
  
  

Masse de l'objet

Alexis et Théo

• Plus la masse est lourde plus l’oscillation sera longue.
  
  

Alberto et Frédéric

• Plus la masse est lourde, plus l'oscillation sera longue
  
  

Clara et Sara

• La sphère la plus lourde aura une plus courte période.
  
  

Angle de la ficelle par rapport à la verticale

Estelle et Emilie

• Plus l'angle sera grand, plus la période de la pendule sera longue.
  
  

Serkan et William

• Plus l'angle sera éloigné de la verticale, plus la période sera longue. Plus l'angle et proche de la verticale, plus la période sera courte.
  
  

Lucas et Maeva

• Plus l'angle est grand plus la période sera grande.
  
  

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RÉSULTATS

Longueur de la ficelle

Sophie et Zehra

Tableau des résultats

longueur	11,5 cm	23,5 cm	34 cm	45 cm	55cm	65cm
Mesure 1	0,76 s	1,21 s	0,89 s	1,07	1,07	1,76
Mesure 2	0,92 s	1,15 s	0,89 s	1,30 s	01.59 s	01.43 s
Mesure 3	0,73 s	0,98 s	0,79 s	1,26 s	1,12 s	1,44 s
Mesure 4	0,74 s	0,87 s	1,19 s	1,03 s	1,70 s	1,60 s
Mesure 5	0,72 s	0,84 s	0,98 s	1,19 s	1,37 s	1,59 s
Mesure 6	0,75 s	0,95 s	1,05 s	1,07 s	1,76 s	1,25 s
Moyenne	0,674 s	1 s	0,965 s	1,195 s	1,435 s	1,51 s

Raiana et Ruta

Tableau des résultats

longueur ficelle [cm]	Temps pour une période [s]
11.7 cm	0,721 s
13 cm	0,795 s
23 cm	1,01 s
33.5 cm	1,217 s
43 cm	1,345 s
54 cm	1,478 s
65 cm	1,705 s

Masse de l'objet

Alexis et Théo

Tableau des résultats

Masse [g]	Mesure 1
Masse 1=36g	01.176
Masse 2=28.55g	01.163
Masse 3=11.03g	01.1576

Alberto et Frédéric

Tableau des résultats

Mesures	Sphère 1	Sphère 2	Sphère 3
Temps 1 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	14.86 / 1.486	15.07 / 1.507	15.03 / 1.503
Temps 2 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	15.78 / 1.578	15.11 / 1.511	14.98 / 1.498
Temps 3 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	14.90 / 1.49	14.89 / 1.489	14.90 / 1.49

Clara et Sara

Tableau des résultats

Mesures	Sphère 1 (35,09 g)	Sphère 2 (28,60 g)	Sphère 3 (11,16 g)
Expérience 1 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	15.38 / 1.538 [s]	16.09 / 1.609 [s]	15.53 / 1.553 [s]
Expérience 2 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	15.59 / 1.559 [s]	16.02 / 1.602 [s]	15.49 / 1.549 [s]
Expérience 3 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	15.57 / 1.57 [s]	15.93 / 1.593 [s]	15.58 / 1.558 [s]
Expérience 4 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	15.46 / 1.546 [s]	15.33 / 1.533 [s]	15.55 / 1.555 [s]
Expérience 5 [s] (10 oscill./ 1 oscill.)	15.59 / 1.559 [s]	16.02 / 1.602 [s]	15.63 / 1.563 [s]
Moyenne [s] (1 oscill.)	1.5518 [s]	1.5878 [s]	1.5556 [s]

Angle de la ficelle par rapport à la verticale

Estelle et Emilie

Tableau des résultats

Angle	Mesure 1	Mesure 2	Mesure 3	Mesure 4	Mesure 5
30°	01.17	01.39	01.39	01.38	01.39
15°	01.35	01.35	01.36	01.34	01.36
5°	01.36	01.35	01.34	01.35	01.33

• A noter qu'on est beaucoup plus précis lorsqu'on mesure le temps sur 10 périodes que si on le mesure sur une période.
  
  

Serkan et William

Tableau des résultats

Angle	Temps 1	Temps 2	Temps 3	Temps 4	Temps 5	Temps 6	Temps 7	Moyenne
5°	0.97	1.21	1.29	1.17	1.02	1.29	1.33	1.18
15°	0.93	1.04	1.26	1.16	1.11	1.34	1.33	1.16
30°	1.13	1.10	1.02	1.06	1.24	1.34	1.34	1.17

Lucas et Maeva

Tableau des résultats

Angle	Mesure 1	Mesure 2	Mesure 3	Mesure 4	Mesure 5
30°	01.06	01.19	01.26	01.21	0
15°	01.17	01.39	01.34	01.35	01.31
5°	01.46	01.47	01.48	01.45	01.54