LE BÂTON CHRONOMÈTRE
"Tous les objets tombent à la même vitesse quand on les lâche". Si nous admettons cela, nous pouvons nous servir d'un simple bâton comme chronomètre, notamment pour mesurer les réflexes de nos amis.
Réalisation
Prenons un bâton d'un peu plus de 1 m de long. Bien que la masse du bâton ne soit pas critique, nous conseillons un bâton assez léger pour ne pas risquer de se blesser s'il tombe sur un pied. Un cylindre de bois de 1 cm de diamètre convient parfaitement. La surface sera suffisamment lisse pour qu'il puisse glisser contre la peau de la main sans s'accrocher.
Sur ce bâton, nous allons tracer des graduations avec un marqueur (on peut aussi coller des bandes de papier coloré ou de toile isolante).
Traçons la première graduation à environ 7 cm de l'extrémité, et indiquons qu'il s'agit de la graduation 0.
Les autres graduations doivent être tracées à une distance bien précise de la première, conformément au tableau ci-dessous.
Temps (en centième de seconde) |
Distance (en cm) |
0 | 0 |
10 | 4.90 |
12 | 7.06 |
14 | 9.61 |
16 | 12.55 |
18 | 15.89 |
20 | 19.61 |
22 | 23.73 |
24 | 28.24 |
26 | 33.15 |
28 | 38.44 |
30 | 44.13 |
32 | 50.21 |
34 | 56.68 |
36 | 63.55 |
38 | 70.80 |
40 | 78.45 |
42 | 86.49 |
44 | 94.93 |
Suivez ce lien pour mesurer les réflexes de vos amis à l'aide de ce bâton
Théorie
En fait, on ne peut dire que tous les objets tombent à la même vitesse que si toutes les forces qui agissent sur ces objets sont assez petites pour que leur influence sur le mouvement soit négligeable. On doit donc négliger le frottement de l'air et les forces électriques. Le mouvement des objets ne dépend alors que du champ de gravitation.
En outre, il faut que les objets aient tous la même vitesse au début de l'expérience. Le tableau ci-dessus donne le déplacement en fonction du temps d'un objet en supposant que cet objet est immobile au moment où on le lâche, et qu'il est soumis ensuite à un champ de gravitation ayant la valeur normalisée du champ terrestre, soit 9.80665 m/s2 .
Dans ces conditions, la distance parcourue ( en mètres) après un temps donné (en secondes) vaut
Vous pouvez en utilisant cette formule calculer des lignes supplémentaires dans le tableau, mais attention à ne pas confondre les secondes et les centièmes de secondes, ni les mètres avec les centimètres !
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Dernière révision le 13/10/2007.