Physique-Chimie 1re Spécialité
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Mes Pages
1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Chapitre 11
Activité 4 - Activité expérimentale
50 min
Estimer la valeur du champ de pesanteur
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Problématique de l'activité
Tout humain est soumis à l'attraction gravitationnelle de la Terre et il baigne par conséquent dans son champ gravitationnel.
Quelle est l'intensité du champ gravitationnel de la Terre ?
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Existe-t-il un moyen simple de mesurer l'intensité de pesanteur g ?
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Doc. 1 Le pendule simple
Un pendule est un système constitué d'une masse suspendue à l'aide d'un fil. On lui associe le terme simple dans le cas où on néglige la masse du fil devant la masse de l'objet suspendu et où on modélise la masse par un point.
Au XVIIe siècle, Christian Huygens (1629-1695) met en équation le lien entre la période T des oscillations d'un pendule, la longueur l du pendule et le champ gravitationnel g dans lequel le pendule se trouve : T=2 \pi \sqrt{\dfrac{l}{g}}.
Attention cependant, cette relation n'est vraie que dans le cas d'oscillations de faibles amplitudes.
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Doc. 2 Matériel nécessaire
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- m_{\text{Terre}}= 5,97 \times 1024 kg ;
- R_{\text{Terre}}= 6 367 km ;
- G= 6,67 \times 10-11 N·m2·kg-2.
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Doc. 3 Champ gravitationnel, champ de pesanteur
Une masse attire à elle toute autre masse située dans son champ d'action : elle crée un champ gravitationnel.
La planète Terre crée par sa masse un champ gravitationnel que nous subissons tous. À sa surface, ce champ est appelé champ de pesanteur terrestre. L'intensité de ce champ peut être déterminée grâce à la relation : g=G \cdot \dfrac{m_{\text { Terre }}}{R_{\text { Terre }}^{2}}.
Dans la vie courante, nous attribuons aussi un nom spécifique désignant la force d'attraction de la Terre sur un objet situé à sa surface : il s'agit du poids de cet objet. Le poids se calcule selon la relation P=m \cdot g.
La planète Terre crée par sa masse un champ gravitationnel que nous subissons tous. À sa surface, ce champ est appelé champ de pesanteur terrestre. L'intensité de ce champ peut être déterminée grâce à la relation : g=G \cdot \dfrac{m_{\text { Terre }}}{R_{\text { Terre }}^{2}}.
Dans la vie courante, nous attribuons aussi un nom spécifique désignant la force d'attraction de la Terre sur un objet situé à sa surface : il s'agit du poids de cet objet. Le poids se calcule selon la relation P=m \cdot g.
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Questions
Compétence(s)
APP : Identifier les paramètres de travail
RAI/ANA : Construire un raisonnement, communiquer sur les étapes
RAI/ANA : Construire un raisonnement, communiquer sur les étapes
1. À partir de la relation de Huygens, donner l'expression de l en fonction T et g. Cette relation est-elle de la forme y = g \cdot x ? Exprimer y et x en fonction de l et T.
2. Élaborer un protocole permettant de mesurer la période du pendule en fonction de sa longueur.
3. Mettre en œuvre le protocole. Déterminer g.
4. Commenter l'expérience réalisée en mettant en avant les sources d'imprécisions en parallèle de solutions susceptibles d'améliorer l'expérience.
5. Estimer les incertitudes des mesures réalisées.
6. Doc. 3 Calculer la valeur théorique de g à la surface de la Terre.
7. Calculer l'écart relatif entre les deux valeurs trouvées de g. Commenter cet écart.
5. Estimer les incertitudes des mesures réalisées.
6. Doc. 3 Calculer la valeur théorique de g à la surface de la Terre.
7. Calculer l'écart relatif entre les deux valeurs trouvées de g. Commenter cet écart.
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Synthèse de l'activité
Décrire et commenter un moyen simple de déterminer la valeur de l'intensité de pesanteur
expérimentalement.
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