Pendule de Newton
Energie mécanique et loi de conservation de l'énergie pour un pendule de Newton
Level :
Collège, Lycée
Author:
FizziQ
Le pendule de Newton est un pendule se composant de cinq billes et permettant d'illustrer les théories de conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie. Le comportement de ce système a été étudié à la fin du XVIIème siècle par les scientifiques John Wallis, Christopher Wren et Christiaan Huygens. Dans cette expérience, nous utilisons une vidéo de pendule de Newton pour tester la loi de conservation de l'énergie par analyse cinématique. Les calculs permettent d'estimer le coefficient de restitution du pendule. Si les élèves disposent d'un pendule de Newton, ils peuvent également faire leur propre vidéo et l'utiliser pour faire l'analyse cinématique.
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Les élèves vont d'abord charger une vidéo de pendule de Newton dans le module d'analyse Cinématique de FizziQ. Si c'est votre première utilisation du module cinématique, vous pouvez suivre cette vidéo tutoriel : https://www.youtube.com/watch?v=sZdndmHefH8
La vidéo se trouve dans les vidéos cinématique du site FizziQ. Les élèves peuvent y accéder depuis l'application : dans l'onglet Outils, ouvrir Etude Cinématique, puis sélectionner Vidéo, puis Ressources FizziQ et copie le lien de la vidéo Pendule de Newton. Pour l'ajouter on revient dans FizziQ, puis on sélectionne l'icône Internet, et appuie sur l'icône Copier.
Les élèves peuvent également créer leur propre vidéo, ce que nous recommandons d'ailleurs, et la télécharger simplement dans FizziQ.
Une fois que la vidéo est chargée l'élève calcule l'énergie mécanique du système avant et après le choc. Pour cela, l'élève pointe 5 positions de la bille avant l'impact, puis dans Résultats, il ajoute à son cahier les énergies cinétiques et potentielles du système. Puis l'élève revient dans Pointage, efface les données précédentes avec la poubelle, et pointe 5 positions de la bille après l'impact puis ajoute à son cahier les énergies cinétiques et potentielles.
La comparaison dans le cahier de l'énergie mécanique avant et après le choc permet d'étudier le principe de conservation de l'énergie lors d'un choc élastique, et de calculer le coefficient de restitution.
