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La Physique-Chimie autrement
P.224

La Physique-Chimie autrement


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À la recherche de la précision

La précision des mesures de durée est depuis longtemps une question importante. De la navigation en mer au positionnement par GPS, de nombreuses techniques de repérage des positions s’appuient sur des durées mesurées avec exactitude.

1
Sais-tu comment on mesurait les durées avant l’invention du chronomètre ?



2
Les horloges atomiques ne sont pas utilisées au quotidien. Peux-tu imaginer deux raisons à cela ?



Doc. 1
Progrès de la chronométrie de précision.

En 1759, le premier chronomètre de marine retardait de moins d’une seconde par jour. En 1927, l’arrivée des horloges à quartz a permis une amélioration importante de la précision des mesures. Aujourd’hui, la plupart de nos montres sont à quartz. Et depuis le milieu du XXe siècle, des horloges atomiques ultra-précises réalisent des mesures à 0, 000 000 000 001 seconde près !

Doc. 2
La première horloge atomique.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> La première horloge atomique.
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Le Faucon Millenium en orbite autour d’une lune

Han attend l’autorisation d’atterrir sur la lune forestière de la planète Endor. Il maintient le Faucon Millenium au dessus du spatioport.

1
Décris la trajectoire de la lune forestière autour de la planète Endor.



2
Comprends-tu pour quelle raison la trajectoire du Faucon est si différente de celle de la lune ?




Doc. 1
La trajectoire de la lune forestière autour de la planète Endor.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> La trajectoire de la lune forestière autour de la planète Endor.


Doc. 2
En rouge : la trajectoire du Faucon autour d’Endor.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 2</stamp> En rouge : la trajectoire du Faucon autour d’Endor.

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Mesure la vitesse du vent en fabriquant ton anémomètre !

▸ Étapes de la fabrication : Demande à un adulte de t’aider pour percer la balle de pingpong de part en part avec le fil et l’aiguille. Une fois le fil passé au travers de la balle, fais un petit noeud d’un côté pour qu’elle reste attachée. Attache l’autre bout du fil au centre du rapporteur. Tu peux te servir du ruban adhésif, ou faire un autre noeud. Aligne le rapporteur avec la direction du vent ou du sèche-cheveux. Note l’angle que fait le fil sur le rapporteur et utilise le tableau pour déterminer la vitesse du vent. ▸ Des questions à se poser :

1
Quelle vitesse peux-tu atteindre en soufflant sur ton anémomètre ?



2
Si tu as plusieurs vitesses sur ton sèche-cheveux, essaie-les toutes. La vitesse du vent a-t-elle varié ? L’angle a-t-il varié ?



3
À l’extérieur, quelle valeur d'angle faut-il noter ? Comment nomme-t-on les moments où le vent est le plus fort ?




Doc. 1
Schéma de l’anémomètre.

<stamp theme='pc-green1'>Doc. 1</stamp> Schéma de l’anémomètre.

Matériel

  • 20 cm de fil environ, enfilé sur une aiguille de couture.
  • Une balle de ping-pong.
  • Un rapporteur d’angle.
  • Du ruban adhésif.

Doc. 2
Correspondance entre l’angle indiqué par le fil et la vitesse du vent.

Angle en ° indiqué par le fil 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 
Vitesse du vent en km/h 0 9 13 16 19 22 24 26 29 32 34 38 42 46 52

Explication scientifique

Plus le vent est fort, plus la balle est emportée par le courant d’air. C’est pour cela que l’angle dépend de la vitesse du vent. À l’intérieur, avec ton sèche-cheveux, tout doit bien se passer : plus il souffle fort plus l’angle est faible. Dehors, c’est plus compliqué : le vent change tout le temps de force et de direction. Il faut noter la valeur moyenne de l’angle qui correspond à la valeur moyenne du vent : c’est l’information que donnent les météorologues. Lorsque le vent souffle plus fort, on parle de rafale !
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