Institut National de Recherche Pédagogique
Département Technologies nouvelles et éducation
Activités scientifiques avec l'ordinateur en sciences physiques (accueil)

Imgnumg.gif (407 octets)
Introduction
Mesurer sur des images - De la recherche à la salle de classe
Des activités élèves

 

Mesurer sur des images - Des activités pour les élèves

Rebonds d'une balle
Fil cassé (pendule)
Bâton de majorette
La loi de Jurin
Le volant de badminton
La chaînette
Le champ électrique

QUAND UN PENDULE CASSE...

L'activité proposée ici est l'étude du mouvement d'un pendule-boule dont le fil se casse au cours de la rotation : recherche des différentes phases du mouvement du centre de la boule et échanges énergétiques (énergie potentielle du système pendule-Terre et énergie cinétique) au cours des différentes phases.

L'utilisation de l'image permet ici d'étudier sur un exemple qui n'est pas "standard", les différentes phases du mouvement. On peut soit exploiter une chronophotographie soit analyser une film, image par image.

Principe de l'étude

Relevé des coordonnées au cours du temps

Sur la chronophotographie ou sur le film on repère les positions successives du centre de la boule au cours du temps.

Étude de la trajectoire

L'étude de la distance L entre l'axe de rotation du pendule et le centre de la boule permet de déterminer les différentes phases du mouvement : mouvement circulaire avec le fil tendu, mouvements paraboliques avec le fil détendu puis avec le fil cassé.

Graphe L(t)
Graphe L(t).

Étude énergétique

 

L’étude des variations des énergies cinétique, potentielle et mécanique du système Terre-pendule permet de mettre en évidence les transferts d’énergie à l’intérieur du système pendant chacune des phases (notamment à la rupture du fil)

 

 

 

Superposition des graphes des 3 énergies Ec(t), Ep(t) et Em(t)
Superposition des graphes des 3 énergies :
Ec(t), Ep(t) et Em(t).


Notre réalisation en classe

Cette étude a été réalisée à partir de la chronophotographie numérisée de la rotation d'un pendule-boule fournie avec le logiciel Image II (CNDP-INRP-Jeulin).

Les relevés ont été réalisés avec le logiciel Image II et l'analyse a été conduite avec le logiciel Regressi (Micrelec)

L'étude du mouvement a été réalisée par tous les élèves d'une classe de Première S lors d'une séance de travaux pratiques.

Pendule qui casse - chronophotographie INRP

Pendule qui casse (chronophotographie INRP)


Téléchargement de la fiche élève au format Word 97   Filcasse.doc  (48 Ko)

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INRP-TECNE
Unité Informatique et enseignement
06/06/2000