1. Comment créer une nouvelle variable dans LatisPro ?
La réponse en vidéo !
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2. Comment déterminer le temps caractérisque τ d'un circuit RC lors de la charge du condensateur ?
① τ est la durée au bout de laquelle la tangente à l'origine coupe l'asymptote horizontale à la courbe.
② Lors de la charge : uC(τ) = 0,63.E ⇔ la tension aux bornes du condensateur est égale à 63% de sa valeur maximale.
La méthode en vidéo !
Entraînez-vous sur avec ce fichier LatisPro disponible sur scphysiques.
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3. Comment déterminer le temps caractérisque τ d'un circuit RC lors de la décharge du condensateur ?
① τ est la durée au bout de laquelle la tangente à l'origine coupe l'asymptote horizontale à la courbe.
② Lors de la décharge : uC(τ) = 0,37.E ⇔ la tension aux bornes du condensateur est égale à 37% de sa valeur initiale.
La méthode en vidéo !
Entraînez-vous sur avec ce fichier LatisPro disponible sur scphysiques.
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4. Comment effectuer l'étude énergétique d'un ballon en exploitant sa vidéo avec LatisPro ?
La réponse en vidéo !
Il faut s'entraîner à refaire l'exploitation : fichiers vidéo utilisés en TP disponibles sur scphysiques.
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5. Comment expliquer le rôle des 4 lentilles utilisées lors du TP sur la lunette astronomique ?
La réponse en vidéo !
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6. Comment expliquer que des irisations apparaissent sur un écran lorsqu'une fente est éclairée en lumière blanche ?
Données :
La largeur L de la tache centrale de diffraction est donnée par la relation :
λ : longueur d'onde de la radiation
D : distance fente - écran
a : largeur de la fente
La lumière blanche peut être modélisée en synthèse additive des couleurs comme la superposition des radiations rouge, verte et bleue.
Or, la largeur de la tache centrale de diffraction est proportionnelle à la longueur d'onde d'après la relation.
λrouge > λvert > λbleu
donc :
Lrouge > Lvert > Lbleu
On obtient donc le schéma suivant qui justifie l'apparition d'irisations :
Tache centrale de diffraction en lumière :
Remarque :
Des irisations vont aussi apparaître si on remplace la fente simple par des fentes de Young car la valeur de l'interfrange est aussi proportionnelle à la longueur d'onde.
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7. Comment exploiter une vidéo pour déterminer la vitesse d'un objet en mouvement rectiligne et uniforme ?
Si la vitesse du camion (qui se déplace selon l'axe Ox) est constante égale à V0 alors :
Vx = dx/dt = V0
Par intégration :
x = V0.t + C
Si on prend l'origine du repère de telle sorte que x(0) = 0
alors :
x = V0.t
La distance parcourue x est proportionnelle au temps
et le coefficient directeur de la courbe x(t) est la vitesse V0.
et la suite du traitement avec LatisPro expliqué en vidéo !
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8. Comment identifier les sources d'erreurs sur un résultat final ?
Utiliser la fomule utilisée pour calculer la grandeur afin de lister les sources d'incertitudes : chaque grandeur intervenant dans la formule va être entachée d'une erreur de mesure.
Par exemple :
① Calcul de la concentration d'un acide lors d'un titrage acide-base :
CA=(CB.VBE)/VA
- erreurs de mesure des volumes titré VA et équivalent VBE. Pour VBE on peut préciser qu'en plus de l'erreur de mesure due à la lecture du volume sur la burette graduée, il y a une autre erreur due à la méthode utilisée (appréciation du changement de couleur si c'est un dosage colorimétrique et de construction si c'est un dosage avec suivi pHmétrique ou conductimétrique).
- incertitude sur la concentration CB de la solution titrante.
② Mesure du diamètre a d'une fente en utilisant la formule :
a = (2.λ.D)/L
- incertitude sur la longueur d'onde λ du laser utilisée,
- erreur sur la distance D écran-fente : erreur de lecture sur la règle, de montage (parallélisme imparfait entre l'écran et le support de la fente)
- erreur sur la largeur L de la tache centrale de diffraction : erreur de lecture sur la règle et de pointage des milieux des zones d'extinction.
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9. Comment mesurer la distance focale d'une lentille convergente par la méthode de l'autocollimation ?
La technique en vidéo !
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10. Comment mesurer la masse volumique ρ d'un liquide ?
La formule de la masse volumique est :
ρ = m / V
Il faut donc mesurer la masse et le volume d'un échantillon du liquide avec le plus de précision possible.
Protocole :
① Peser une fiole jaugée de 100mL vide sur une balance au 1/100ème de g et faire la tare.
② Remplir la fiole jaugée avec le liquide en ajustant au trait de jauge.
③ Reposer la fiole jaugée sur la balance pour mesurer la masse m de liquide.
④ Exploiter la formule : ρ = m / V
(ici V = 100mL).
La technique en vidéo !Retour aux questions !
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11. Comment mesurer la masse volumique ρ d'un morceau de métal ?
La formule de la masse volumique est :
ρ = m / V
Il faut donc mesurer la masse et le volume du solide avec le plus de précision possible.
Protocole :
① Mettre le morceau de métal sur une balance au 1/100ème de g pour en mesurer sa masse m.
② Remplir une éprouvette graduée de 100mL jusqu'à la graduation 50mL avec de l'eau.
③ Introduire le morceau de métal dans l'éprouvette graduée (il doit être entièrement immergé) et noter l'augmentation de volume par rapport à 50mL : c'est le volume du morceau de métal.
④ Exploiter la formule : ρ = m / V
On peut aussi utiliser un vase de Boudreau (vase à débordement) pour mesurer le volume du métal :
On remplit le vase de Boudreau à ras bord avec de l'eau.
On introduit entièrement le solide dans le vase en récupérant le trop plein dans une éprouvette graduée : le volume d'eau recueilli est égal au volume du solide.
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12. Comment obtenir les équations horaires du mouvement en exploitant une vidéo avec LatisPro ?
La réponse en vidéo !
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13. Comment simuler un objet "à l'infini" sur un banc d'optique d'une salle de TP ?
Les rayons lumineux d'un point d'un objet à l'infini nous parviennent parallèles entre eux.
Pour simuler un objet à l'infini, il suffit de mettre la diapositive sur laquelle est imprimée l'image dans le plan focal objet d'une lentille convergente : son image est alors rejetée à l'infini d'après les règles de construction.
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14. Comment utiliser un multimètre en ohmmètre (pour mesurer la résistance d'un conducteur ohmique) ?
Il faut mettre le sélecteur sur le calibre Ω.
Relier les bornes Ω et com du multimètre aux bornes de la résistance étudiée placée en dehors de tout circuit électrique.
Bien faire attention à l'unité affichée (Ω, kΩ, MΩ) !
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15. On a mesuré expérimentalement une largeur de fente égale à 73µm.
La valeur de référence fournie par le fabricant est de 70µm.
Comment calculer l'écart relatif ?
Écart relatif :
Si cet écart est inférieur à :
- 5% : on peut dire qu'il y a un excellent accord,
- 10% : on peut dire qu'il y a un bon accord,
Sinon, il faut parler de cohérence si on retrouve le même ordre de grandeur...
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16. Pour réaliser une lunette astronomique afocale, on dispose de deux lentilles de distances focales 5,0cm et 20cm.
Quelle lentille doit-on utiliser pour l'oculaire ? l'objectif ?
Une lunette astronomique doit grossir : le grossissement G doit être supérieur à un.
Or :
G = f 'objectif / f 'oculaire
Pour que G > 1, il faut donc que :
f 'objectif > f 'oculaire
On prend donc :
Objectif : lentille de distance focale 20cm
Oculaire : lentille de distance focale 5,0cm
Ainsi le grossissement vaudra : G = 20 / 5,0 = 4,0
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17. Proposer un protocole expérimental permettant de mesurer avec précision l'interfrange i d'une figure d'interférences de fentes de Young éclairée par un laser pour une distance fente-écran égale à D = 2,50m.
L'exploitation se fera avec une webcam et le logiciel SalsaJ.
① régler la distance fente-écran translucide à D = 2,50m.
② éclairer les fentes de Young avec le laser.
③ mettre la webcam en arrière de l'écran à la même hauteur que la figure d'interférences : la figure d'interférences et l'étalon de longueur doivent être dans le champ de la caméra.
④ faire la mise au point et prendre une photo.
⑤ exploiter la photo avec SalsaJ :
- étalonner l'image à l'aide de l'étalon de longueur
- puis tracer une ligne de coupe au niveau de la figure d'interférences et en faire l'analyse
- mesurer plusieurs interfranges (10.i par exemple) pour davantage de précision : pointer les milieux des zones d'extinction de part et d'autres de ces 10 interfranges pour obtenir leur coordonnée x1 et x2 : 10.i = x2 - x1 et en déduire i en divisant par le nombre d'interfranges (10 dans l'exemple).
Rappel : exploitation par une mesure directe sur un écran
Comment exploiter une photo avec SalsaJ pour mesurer i ?
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18. Proposer un protocole expérimental permettant de mesurer avec précision la largeur L de la tache centale de diffaction d'une fente éclairée par un laser pour une distance fente-écran égale à D = 2,50m.
L'exploitation se fera avec une webcam et le logiciel SalsaJ.
① régler la distance fente-écran translucide à D = 2,50m.
② éclairer la fente avec le laser.
③ mettre la webcam en arrière de l'écran à la même hauteur que la figure de diffraction : la figure de diffraction et l'étalon de longueur doivent être dans le champ de la caméra.
④ faire la mise au point et prendre une photo.
⑤ exploiter la photo avec SalsaJ :
- étalonner l'image à l'aide de l'étalon de longueur
- puis tracer une ligne de coupe au niveau de la figure de diffraction et en faire l'analyse
- pointer les milieux des zones d'extinction de part et d'autres de la tache centrale pour obtenir leur coordonnée x1 et x2 : L = x2 - x1
Rappel : mesure d'une tache centrale de diffraction
Comment exploiter une photo avec SalsaJ pour mesurer L ?
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19. Comment réaliser un circuit RC et paramétrer l'acquisition ?
La réponse en vidéo !
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