Faut-il apporter de l'énergie à un pendule ?

Erica et sa petite sœur jouent dans leur jardin. La petite sœur d'Erica s'assoit sur la balançoire et appelle Erica : « Viens me pousser ! S’il te plait… » Erica lui répond : « Juste une fois. Après tu te débrouilles ! »

L’énergie : grandeur mesurée en Joule. Sa valeur caractérise l’objet ou la situation étudiée, et permet de comparer des situations différentes (ex. : objet en mouvement ou objet en hauteur).
Un pendule : objet simple suspendu à un fil.
Un système : corps ou ensemble de corps délimités dans l’espace.

• J’ai conçu puis mis en œuvre un protocole expérimental.
• J’ai identifié la raison pour laquelle un pendule s’arrête peu à peu.
• J'ai formulé une explication en utilisant la notion d'énergie.

Exercice 1

Formulation d'une hypothèse

1

Bien sûr, Erica sait que sa petite sœur ne se balancera pas très longtemps. À ton avis, pour quelle raison un système semblable à un pendule finit-il par s’arrêter ?



Expérimentation

2

Protocole : Décris les étapes à suivre pour savoir comment la durée du balancement d’un pendule est influencée par un réglage de départ.

3

Observations : Avec l’accord de ton professeur, détermine l’influence de l’écartement initial, puis celle d’une feuille de papier froissée enveloppant le pendule.



Analyse des résultats

4

Juste après avoir été lâché, le pendule repasse par sa position d’équilibre. Qu’a-t-il alors de différent, et quelle conséquence cela a-t-il ?

5

Si tu écartes davantage le pendule de sa position d’équilibre, comment son altitude de départ est-elle modifiée ?

6

Enveloppé dans une feuille froissée, le pendule frotte-t-il moins ou davantage avec l’air ?

7

Tes résultats valident-ils ton hypothèse ?



Conclusion

8

À l’aide de la notion d’énergie, décris les alternances de situation d’un pendule qui se balance, et la raison pour laquelle il finit par s’arrêter.