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TP Physique N° 11 :
Oscillations mécaniques forcées |
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I- BUT.
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Tracer la courbe de résonance d'un
résonateur et |
II- DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL.
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- Le capteur optoélectronique détecte le passage des secteurs opaques du disque et permet la mesure de la vitesse de rotation. - La fréquence de rotation du moteur est comprise entre 0 et 3 Hz. - Elle est réglée en agissant sur la tension d'alimentation. - L'éprouvette est remplie d'une solution aqueuse de sulfate de cuivre II. - La masse oscillante m = 130 g et le ressort a une constante de raideur k = 11.5 N.m –1. - La tension UEM = U(x) est une fonction affine de l'élongation du ressort. - Elle est envoyée à la voie 1du convertisseur. - Deux piles de 4,5 V montées en série, alimentent la cuve potentiométrique. - Le point M constitue la référence des tensions. - Il est connecté à la masse du convertisseur. |
III- EXPLOITATION.
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1)- Faire un schéma commenté du dispositif utilisé en TP. 2)- Rappeler le principe de la méthode de mesure de la fréquence de rotation du moteur. - Expliquer le rôle du capteur optoélectronique 3)- Le capteur de position peut être assimilé à un condensateur plan créé entre deux bagues horizontales, A et B, distantes de 20 cm. - La tension UAB = 9,0 V . - Déterminer les caractéristiques du champ électrique dans l'éprouvette. - Où se trouve l'extrémité E de la tige suspendue au pendule si Candibus mesure une tension de – 2,5 V ? 4)- Quelle est, dans cette expérience, l'excitateur ? Le résonateur ? 5)- Calculer la fréquence propre du résonateur. 6)- Décrire qualitativement ce que vous avez observé (vous pouvez utiliser le tableau de mesures). 7)- Faire coïncider la courbe théorique avec les points expérimentaux. 8)- Déterminer sur la courbe expérimentale de façon manuelle ; puis de façon automatique : - La fréquence de résonance. Conclusion. - La largeur de la bande passante à 3 dB. - Le facteur de qualité Q. 8)- Donner l'allure de la courbe obtenue dans le cas d'un amortissement plus grand. Que devient alors Q ? |
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