TP B6 : Transferts d`énergies dans le pendule.

T6S
2012
TP B6 : Transferts d’énergies dans le
pendule.
Thème B : Comprendre
Objectif :
Pratiquer une démarche expérimentale pour étudier l’évolution des énergies cinétique, potentielle et mécanique d’un oscillateur.
Principe de la notation d’ECE (pour info)
Nom :
Prénom
:
Niveau validé
compétence Coefficient
0
S'approprier
4
Analyser
1
Réaliser
Valider
Communiquer
A
B
C
D
1
0
Note
/ 20
Deux à trois compétences seront évaluées par sujet.
La compétence « réaliser » sera toujours évaluée.
Niveau A : le candidat a réalisé seul l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante ou avec une
ou deux demandes d’aides concernant des difficultés identifiées et explicitées par celui-ci et auxquelles il
apporte une réponse quasiment de lui-même.
Niveau B : le candidat a réalisé l'ensemble du travail demandé de manière satisfaisante mais avec une ou
deux interventions de l’examinateur concernant des difficultés non identifiées par le candidat mais résolu
par celui-ci grâce à un questionnement mené par l’examinateur.
Niveau C : le candidat est resté bloqué dans son travail malgré le questionnement ciblé de l’examinateur.
Pour poursuivre l’épreuve, des éléments de réponses lui ont été donnés.
Niveau D : le candidat a été incapable de poursuivre l’épreuve malgré les éléments de réponses apportés par
l’examinateur. Cette situation conduit l’examinateur à fournir par exemple un protocole à réaliser ou des
valeurs à exploiter pour permettre l’évaluation des autres compétences du sujet.
+ être autonome et faire preuve d'initiative.
La note globale de l'épreuve est donnée sur 20 points. Elle est obtenue en multipliant par 0,8 la note sur 20 de la partie
écrite et par 0,2 la note sur 20 de la partie pratique et en additionnant ces deux résultats.
Durée : 1h
Document 1: Quelles sont les énergies d’un système mécanique ?
L’énergie cinétique Ec (en J) d’un solide en translation est l’énergie qu’il possède du fait de son mouvement :
1
Ec = m v12
avec m, la masse du solide e kg, et V1, la valeur de la vitesse en m.s1.
2
L’énergie potentielle de pesanteur Epp (en J) d’un solide est l’énergie qu’il possède du fait de son interaction
avec la planète Terre. Si l’origine du repère est placé sur la position où le pendule a sa plus grande vitesse,
alors son expression est Epp = m  g  y.
L’énergie mécanique (en J) du solide dans le champ de pesanteur est définie par : Em = Ec + Epp .
Document 2 : Réaliser une vidéo avec virtual dub
Brancher la webcam sur l’entrée USB en façade de l’unité centrale de l’ordinateur.
Ouvrir le logiciel VIRTUALDUB (Documents\Devoirs\Fort\Vdub\virtualdub.exe)
Passer en mode capture (sélectionner les menus File, Capture AVI).
Choisir un répertoire de sauvegarde et un nom pour votre futur fichier vidéo (sélectionner les menus
File, Set capture file. Choisir le répertoire et le nom, puis enregistrer.).
 Lancer l'acquisition vidéo F6
 Pour arrêter l'acquisition, cliquer sur la touche Echap.




Matériel mis à disposition :
Potence avec crochet et rapporteur, Fil de longueur l= ….. cm, Masse à suspendre.
Metre, balance.
Webcam fixée sur une potence par une pince 2 doigts.
Ordinateur avec virtualdub, avistep et excel
Votre travail :

(REA) Réaliser une vidéo des oscillations du pendule. Attention à ce que le pendule oscille dans un plan
bien parallèle au capteur de la caméra.
APPEL N°1

Appeler le professeur pour lui présenter le protocole expérimental
ou en cas de difficulté
(ANA) pointer les positions successives de la masse pendant 2 périodes Avec avistep
(Documents\Devoirs\Fort\AviStep.exe) .
Pour ne pas être gêné par la superposition de points, Dans affichage choisir dernière marque.
Choisir l’origine au premier passage à la verticale.
Faire l’étalonnage.
Faire afficher le tableau de valeur.
Y ajouter la vitesse (Affichage/
vitesse)
 Edition/copier dans le presse
papier
 Coller dans Excel






(ANA) Tracer les valeurs de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle au cours du temps.
APPEL N°2
Appeler le professeur pour lui présenter le calcul éffectué
ou en cas de difficulté
a) (VAL) Au cours du mouvement du pendule, il y a des transferts énergétiques ». Justifier cette
affirmation.