Pendule de Wilberforce SW 1012844
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1. 3B SCIENTIFIC PHYSICS Pendule de Wilberforce SW Manuel d utilisation 09 15 TL ALF k F s 1 Description Le kit d quipement Pendule de Wilberforce SW permet d installer un pendule de Wilberforce peu encombrant sur une table d exp rimentation Il est constitu d un ressort cylindrique et d un corps de r volution r glable pour la d termination pr cise du couple d inertie dans le but d tudier les oscillations associ es de translation et de rotation au cours de l exp rience de Wilberforce L ensemble de ressorts permet d associer le pendule aux capteurs de force dynamiques du kit SW afin d enregistrer et d analyser les deux types d oscillations au moyen d un oscilloscope Le crochet en fil m tallique sert stabiliser le mouvement de rotation axial et assure un cou plage sans d rive du corps de r volution au ressort D going one step further 1012844 1 Corps de r volution avec crochet en fil m tallique 2 Ensemble de ressorts 3 Ressort cylindrique 4 T le verticale avec vis mo let e 5 Corps de crochet 2 Fournitures 1 ressort cylindrique 1 corps de r volution 1 crochet en fil m tallique 1 t le verticale 1 corps de crochet 1 ensemble de ressorts 3 Caract ristiques techniques 5 N m 142 9 Constante du ressort cylindrique Masse du corps de r volution 4 Montage exp rimental Fig 1 Montage du pendule de Wilberforce avec o2. asser tout juste encore entre les crochets Voir fig 6 e Accrocher le corps de r volution avec le crochet en fil m tallique dans l illet inf rieur du ressort e __Raccorder les capteurs de force aux entr es des canaux et B de l amplificateur MEC e Relier les sorties l oscilloscope et d marrer l exp rience Remarques e Pour d clencher une oscillation aussi peu perturb e que possible tirer sur le corps de r volution vers le bas la verticale jusqu la plaque de base puis le rel cher Les deux masses d ajustage doivent tre vis s es m me distance sur le corps de r volution vis molet es Si le pendule est ajust correc tement les oscillations de rotation et de transla tion ont la m me dur e Les amplitudes des deux types d oscillation passent successivement par la valeur d amplitude z ro 6 Mise au rebut e _L emballage et les com posants doivent tre amen s aux centres de recyclage locaux 7 Principe de fonctionnement Le pendule de Wilberforce d montre le cou plage des oscillations de rotation et de transla tion sur un syst me ressort masse ajust L origine du couplage des deux oscillations r side dans la g om trie du ressort Un mouve ment en direction longitudinale entra ne la tor sion du ressort ce qui entra ne une oscillation de rotation La rotation entra ne soit un tire ment soit une contraction du ressort ce qui provoque alors une os
3. cillation longitudinale Lors du mouvement ascendant et descendant la constante du ressort et la masse du corps de r volution influent sur la fr quence du pendule tandis que la constante de torsion du ressort et le moment d inertie ajustable du cops de r volu tion d terminent la dur e de l oscillation de rota tion La fr quence propre de l oscillation de transla tion peut tre calcul e au moyen de l quation 1 k Wiras m 1 k constante du ressort m masse Pour la fr quence propre de l oscillation de rota tion K Wio Es 2 K constante de torsion J moment d inertie du corps de r volution 3B Scientific GmbH Rudorffweg 8 21031 Hambourg Allemagne www 3bscientific com Sous r serve de modifications techniques Copyright 2015 3B Scientific GmbH
4. olet es sur l ensemble de ressorts et accrocher le ressort boudin Serrer la main l crou avec la bague en caoutchouc dans le sens contraire l illet du ressort l illet ne doit pr senter aucun jeu dans l ensemble de ressorts Fig 2 Ensemble de ressorts avec ressort cylindrique Placer le corps de crochet sur la traverse et le monter sans serrer par le bas l aide de la vis molet e Voir fig 3 Accrocher un oeillet de l ensemble de ressorts au corps de crochet Poser le dynamom tre sur la traverse et accrocher le second oeillet au crochet du capteur de force Fixer le dynamom tre ainsi que le corps de crochet avec pr caution sur la traverse l aide de la vis molet e Veiller ce que la corde rouge soit tendue et droite Fig 3 Montage de l ensemble de ressorts Fig 4 Montage de la traverse sur le statif Fig 5 Montage du dynamom tre vertical S 7 Fig 6 Ensemble enti rement mont e Fixer la traverse dans les rainures des deux noix doubles Voir fig 4 e Visser le deuxi me dynamom itre la posi tion la plus basse sur la t le verticale et fixer la traverse Voir fig 5 e Accrocher la boucle de l ensemble de ressorts au crochet du dynamom itre vertical et la vis molet e tant l g rement d viss e pousser le dynamom tre vers le haut jusqu ce que la boucle soit l g rement tendue ce faisant la corde rouge de l ensemble de ressorts doit p
5. scilloscope USB Pour ex cuter les exp riences les appareils suppl mentaires suivants sont n cessaires 1 ensemble pour montage SW 1012849 1 commande de capteurs SW 230 V 1012850 ou 1 commande de capteurs SW 115 V 1012851 1 oscilloscope USB 2x 50 MHz 1017264 1 PC syst me d exploitation Win XP Vista Win 7 ou 1 oscilloscope analogique 2x 30 MHZ 1002727 5 Utilisation 5 1 Remarques g n rales Attention Les capteurs de force dynamiques ne doivent pas tre soumis des surcharges m caniques Ne pas soumettre le crochet une force sup rieure 5 N dans le sens axial ni une force sup rieure 1 N dans le sens trans versal Veiller au respect des forces maximales admissibles en particulier lors du montage et lors de l accrochage de boucles ou de res sorts au crochet de force Veiller ce que les tiges de la plaque de base et les l ments de montage du syst me de support statif soient solidement en place 5 2 Montage du pendule de Wilberforce Visser les tiges du statif avec filetages int rieur et ext rieur dans les orifices filet s ex t rieurs de la plaque de base Rallonger les deux tiges du statif l aide de tiges de statif filetage ext rieur Monter les noix doubles sur les deux c t s au niveau de l extr mit sup rieure et les orienter vers l int rieur de mani re ce que les fentes se trouvent la verticale l une en face de l autre Enlever les vis m
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