Oscillation du pendule et gravitation avec Cobra DigiMotion

Principe

Le pendule est un modèle physique idéalisé dans lequel la masse oscillante est considérée comme ponctuelle et la masse du fil est négligée. Le mouvement s’effectue exclusivement dans un plan vertical sans tenir compte des frottements ni de la résistance de l’air. Dans ces conditions, la période d’oscillation dépend uniquement de la longueur du fil et de l’accélération de la pesanteur. Un fil plus long entraîne une oscillation plus lente, tandis qu’un fil plus court entraîne une oscillation plus rapide. Avec DigiMotion, le mouvement est enregistré avec précision en temps réel, ce qui permet d’étudier la relation entre la longueur du pendule et la période d’oscillation ainsi que de déterminer expérimentalement l’accélération de la pesanteur.

Exercices

1. Construis un pendule simple et mets-le en oscillation.
2. Enregistre le mouvement avec DigiMotion et mesure la période d’oscillation pour une longueur donnée du pendule.
3. Répète la mesure avec plusieurs longueurs différentes du pendule.
4. Représente graphiquement les résultats des mesures et étudie la relation entre la longueur du pendule et la période d’oscillation.
5. Détermine l’accélération de la pesanteur à partir de l’analyse.

Objectifs

Les apprenants reconnaissent que la période d’oscillation d’un pendule simple (mathématique) est indépendante de sa masse et dépend uniquement de la longueur du pendule. Ils analysent des données expérimentales et établissent une relation fonctionnelle entre la longueur du pendule et la période d’oscillation.

Avantages

• Enregistrement numérique précis du mouvement du pendule en temps réel
• Exploitation graphique directe dans l’application
• Détermination expérimentale de l’accélération de la pesanteur
• Développement des compétences mathématiques par l’analyse de graphiques
• Idéal pour une utilisation au collège et au lycée