Pendule pesant sous Diginum

I - Objectifs

mise en évidence des vecteurs vitesse et accélération

calculs éventuels élongation angulaire, énergie ...

II - Matériel expérimental

un pendule pesant classique auquel on adapte le stylet du digitaliseur,

table à digitaliser en position verticale,

logiciel Diginum pour le tracé des vecteurs.

III - Acquisition

Table Summasketch II Rythme selon table (Sored 100 / 40 / 20 / 1)

nombre de points : 100

Temps de mesure en s : 2

Recentrage : N

On obtient l'enregistrement des positions au cours du temps.

IV - Etude des vecteurs accélération et vitesse

Comme plusieurs oscillations ont été enregistrées, il convient de se limiter à une seule pour le tracé des vecteurs. Il faut donc travailler sur une courbe partielle et éliminer le reste.

On passe en représentation en fonction du temps pour prendre la portion qui nous intéresse :puis on repassera en mode XY pour le tracé des vecteurs.

Représentation Grandeurs Axes mettre T en X et DX en Y

Traitement Intervalle courbe Partielle pointer les deux extrémités pour une oscillation.

Représentation Grandeurs Axes mettre DX en X et DY en Y

On peut éventuellement recadrer les abscisses selon X :

Représentation Grandeurs Echelles Choisir pour DX les valeurs adaptées selon acquisition

on s'intéressera essentiellement aux positions élongation maximale et position d'équilibre.

Traitement Vecteurs Rectangulaires pointer le point d'étude.

Voir page suivante enregistrements correspondants.

V - Etude de l'élongation

Dans ce logiciel, DX désigne l'abscisse et DY l'ordonnée du stylet, les origines étant prises au coin inférieur gauche de la table à digitaliser.

Pour accéder à l'élongation, il faut repérer les coordonnées du point correspondant à la position d'équilibre à partir par exemple du graphe DX = f(t). Soit Xo cette abscisse.

Si on désigne par d la distance stylet axe du pendule, on en déduit l'élongation angulaire par

q = arcsin((DX-Xo)/d)

Représentation Grandeur Définition

saisir : teta

son calcul : asin((DX-Xo)/d) Xoet d à déterminer}

son unité : rad

Faire la représentation téta en fonction du temps.

 

 

Le groupe académique Sciences-Physiques et Informatique