Physique et Chimie au lycée Jan Neruda de Prague
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4C2010 TOP mesurer une masse (45 min)

mardi 2 novembre 2010 par Luc Tartier

Matériel :
  • une masse inconnue m (Allume-gaz piezzoélectrique)
  • un niveau à bulle
  • de la ficelle
  • des masses marquées
  • un dynamomètre de 5N (peu précis)
  • une barre métallique trouée
  • Deux crochets en fer
  • une règle graduée de 40 cm
  • une équerre graduée
Consigne :
 Mesurer le plus précisément possible la masse de l’allume-gaz. On vérifiera cette valeur avec une balance précise au gramme près (également basée sur l’effet piezzo-électrique).
 
1) On présente le matériel. Par 2 ou 3, les élèves discutent une méthode de travail. Le professeur interroge ensuite les groupes ("Nous sommes là pour faire des fautes de français" : Il faut oser parler !)
 
2) Un groupe a proposé d’utiliser le dynamomètre. On mesure P = 1,75 N donc m = 179 g mais c’est compter sans la masse de la ficelle utilisée et le dynamomètre n’est pas si précis (gradué en demi Newton). On écarte cette méthode qui avait été utilisée dans un TP précédent.
 
3) Un autre groupe a proposé de faire l’équivalent d’une balance à plateau : des ficelles à la même distance du milieu et utiliser plusieurs masses marquées pour retrouver la masse de l’allume-gaz. Interdit : ce serait trop "classique" ... Le professeur ne laisse qu’une masse m’ = 100g à disposition des élèves.
 
4) Les élèves ont compris qu’il faut faire varier les distances entre les masses et l’axe de rotation et doivent faire un schéma du montage. Le professeur regarde les montages proposés et en reproduit un au tableau. Il l’annote en rappelant la notion de moment d’une force vue en cours précédemment.
 
5) Un élève puis un autre donnent des consignes orales à un troisième pour qu’il réalise le montage. On utilise le niveau à bulle pour vérifier l’horizontalité de la table et on la prend alors comme référence. On mesure alors pour la masse m d = 11,5 cm et d’ = 20 cm pour la masse m’. Après calcul on trouve m = 174g et la balance électronique affiche 170g
 
Prolongement : Estimer la précision des mesures et donner un encadrement pour m. (La balance étant précise au gramme près mais portant la mention "Non vérifié par l’Etat".
 
 
 

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