I. La situation problème Thème : Observer DÉTECTION DES

TP N°1
Classe de : Terminale S PHYSIQUE ­ CHIMIE
Thème : Observer
Ondes et matière
DÉTECTION DES ONDES SISMIQUES
DÉTECTION DES ONDES SISMIQUES
Objectifs :
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Maîtriser l'usage des chiffres significatifs et l'écriture scientifique
Evaluer l'incertitude sur une série de mesures
Savoir calculer l'écart-type  n-1 à la machine à calculer ou par tableur.
Pratiquer une démarche expérimentale mettant en œuvre un capteur ou un dispositif de détection.
Identifier les différentes sources d'erreur lors d'une mesure.
I. La situation problème
Une petite tape sur votre table engendre des ondes sismiques susceptibles de se propager rapidement.
Des capteurs piézoélectriques peuvent détecter ce type d'ondes.
Le capteur piézoélectrique convertit une perturbation mécanique en signal électrique.
Les capteurs que vous utilisez sont reliés à la carte son de votre ordinateur via une prise Jack sur l'entrée Line In.
Zone de création
de l'onde sismique
Il vous est demandé de mesurer la durée t de la perturbation reçue par le capteur, de réaliser une série de mesures suivie d'une étude statistique et d'une discussion sur les sources d'erreur.
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II. La démarche
Le problème posé est le suivant : •
1ère étape : Réaliser l'enregistrement du signal reçu par le capteur après création d'une onde mécanique à 70 cm de celui­ci. (taux d'échantillonnage de 44100 Hz).
Source de la
perturbation
Estimer une valeur de la durée t de la perturbation reçue par le capteur.
Appeler le professeur pour qu'il vérifie la mesure !!!
Répéter 10 fois la mesure de la grandeur t et faire un bilan statistique des résultats des mesures en tenant compte d'un niveau de confiance à 95 %.
(voir annexes fournies)
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2ème étape : Constater l'influence du taux d'échantillonnage de l'enregistrement sur l'incertitude associée à la mesure de la durée t.
3ème étape : Identifier les différentes sources d'erreur possibles (lecture de l'expérimentateur avec l'outil sélections, méthode de mesure, répétabilité des mesures).
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ANNEXE 1
Chiffres significatifs : En physique il s’agit toujours de grandeurs mesurées et toute mesure est effectuée avec une certaine précision. Si
je mesure la largeur d’une feuille A4 je trouverais 21,0 cm. Pourquoi préciser le zéro après la virgule ? Car la valeur mesurée est égale à 21 cm et 0 mm. Ainsi 21 cm (2 chiffres significatifs) n’a pas le même statut que 21,0 cm (3 chiffres significatifs). Puisque dans le premier cas, il y a une incertitude sur le nombre de mm qui suit alors que le second, il y a une incertitude sur les dixième de millimètre. Autrement dit, en physique, 21,0 cm = 21,0 cm +/­ 0,5 mm.
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ANNEXE 2
3) Moyenne, écart­type et niveau de confiance
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ANNEXE 3
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