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5. Accessoires
Corps géométriques adaptés à l'axe de torsion
Fig. 1
Corps géométriques adaptés à l'axe de torsion
1 sphère en bois, 2 plateau de positionnement, 3
cylindre massif, 4 disque en bois, 5 cylindre
creux
Les accessoires pour l'axe de torsion (U20050) sont
constitués de deux cylindres avec des masses pres-
que identiques, mais une répartition des masses
différente, un plateau permet leur positionnement
sur l'axe, un disque en bois et une sphère en bois.
Cylindre creux (métallique) :
Diamètre extérieur :
Hauteur :
Masse :
Cylindre massif (en bois) :
Diamètre :
Hauteur :
Masse :
Plateau de positionnement:
Diamètre :
Masse :
Disque en bois:
Diamètre :
Hauteur :
Masse :
Moment d'inertie :
Sphère en bois :
Diamètre :
Masse :
Moment d'inertie :
Pour déterminer les moments d'inertie de différents
U20051
corps, ces derniers sont placés sur un axe monté sur
roulement à billes, sur lequel un ressort spiral agit avec
le moment de rappel D. Le moment J résulte de la
durée de l'oscillation T du pendule à torsion.
= 2
T
Les valeurs déterminées par l'expérience confirment les
résultats que fournit la théorie pour un corps de masse
m, dont les éléments Δ m tournent dans un écart
autour de l'axe fixe :
=
J
•
•
•
•
•
90 mm
90 mm
•
env. 425 g
90 mm
90 mm
env. 425 g
100 mm
Pour réaliser les expériences, on a besoin des dispo-
env. 122 g
sitifs supplémentaires suivants :
1 Trépied, 185 mm
220 mm
1 Chronomètre numérique
15 mm
1 Dynamomètre de précision 1 N
env. 425 g
2
0,51 kgm
1 Corps géométriques adaptés à l'axe de torsion
146 mm
env. 1190 g
8.1 Détermination du moment de rappel D
2
0,51 kgm
•
•
•
2
6. Principe
J
π
J
D
n
∑
∫
Δ
⋅
=
2
2
m
r
r
dm
z
z
=
z
1
7. Remarques sur la manipulation
Insérer l'axe de torsion dans le socle pour statif et
l'orienter horizontalement à l'aide de la nivelle.
Ne pas actionner les vis des éléments de la
masse qui pressent les crantages contre la barre.
(Les vis sont ajustées de telle sorte que les
éléments de la masse peuvent être déplacés et
retenus contre la force centrifuge.)
Ajuster la disposition de l'expérience de sorte
que les ressorts sont comprimés, mais pas pliés.
Au début de l'oscillation, une déviation de 180°
(max. 360°) est recommandée.
Déterminer la durée de l'oscillation en calculant
la moyenne de plusieurs mesures par ex. pour 5
oscillations.
Noter la valeur exacte du moment de rappel D
requis pour déterminer le moment d'inertie J à
partir de la durée d'oscillation T sur l'axe de tor-
sion ou dans les instructions de service.
8. Expériences
Enficher la barre sans les masses sur l'axe de torsion.
Disposer un dynamomètre de 1 N sur la barre,
de telle sorte qu'il l'attaque à la verticale.
Dans des écarts r de 10 cm, 15 cm et 20 cm du
centre de la barre, mesurer les forces F néces-
saires pour déplacer la barre de sa position
d'équilibre sur α = 180°.
D
=
⋅
2
T
π
2
4
r
U13271
U11902
U20032
U20051
z
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