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FICHE RESSOURCE : LE PENDULE DE FOUCAULT
PRESENTATION
Denys le Petit, historiographe romain fixa au 25 décembre
de l'an 754 après la fondation de Roma, la naissance du Christ et cette date détermina
l'origine de notre calendrier actuel. L'an 754 de l'ère romaine devint donc l'an I de
notre ère. L'an 0 n'a pas existé, c'est pourquoi, le XXIe siècle débutera en l'an
2001.
Année tropique : 365,2422 jours (365 jours 5 heures 48 minutes 46
secondes)
Le cycle de Méton
Une relation existe entre l'année lunaire et l'année tropique. Le principe a été mis
en évidence par Méton astronome grec (Ve siècle avant JC)19 ans = 23 lunaisons = 6940
joursLe rang d'une année dans ce cyle s'appelle le nombre d'or. Nombre d'or de 1991 : 16
Pour commencer à corriger les décalages importants qui s'étaient accumulés,
Grégoire XIII décida que le lendemain du jeudi 4 octobre 1582 sera le vendredi 15
octobre 1582 !
L'astronome pouvait lui reprocher le rappel des saisons dans le nom des mois, puisque
celles-ci sont inversées dans l'hémisphère austral.
LE PLAN DES OSCILLATIONS DU PENDULE EST FIXE
Le pendule oscille dans une direction donnée D.
Faisons tourner le support lentement, le pendule oscille toujours dans la même direction.
EXPERIENCE
DE FOUCAULT (1851) AU PANTHEON
- Sphère de bronze + fil d'acier, soit 28kg
- Stylé sous la boule
- Petit rempart de sable (mieux, de la farine)
- Pendule écarté de sa position d'équilibre, fil brûlé
pour éviter les perturbations de lancement
- Sphère en plomb traversée par un axe cylindrique en bornze
et pesant 18 kg. Sous l'axe se visse une aiguille d'acier, fil d'acier, corde à piano.
- Filière en acier sur la partie supérieure pour serrer le
fil symétriquement
- La brèche progresse vers la gauche, la Terre tourne vers la
droite.
- Longueur du fil : 70 m
- Durée des oscillations : 16 secondes
PARTICULARITE
DE L'EXPERIENCE
La mesure de la progression de la brèche.... donne 32 h à
Paris ce qui manifeste la rotation de la Terre autour d'un axe qui n'est pas l'axe polaire
mais la verticale du lieu.
Expérience au pôle nord : 1 tour en 24 h, axe polaire et verticale
confondus.
Expérience à l'équateur : aucun mouvement apparent.
Les rotations se comparent comme les forces (parallelogramme) : axe de rotation et
longueur proportionnelle à la vitesse.
Pour le point A, l'axe OA est l'axe de rotation du pendule. AP = PR
Décomposons AP en AM horizontale et AR' verticale. Longueur AR' < PR. AR' = 0 à
l'équateur.
Vitesse angulaire apparente de rotation est égale à la vitesse réelle de rotation de la
Terre x sinus latitude du lieu. Va = V2 x sin 1
L'expérience permet de déduire de l'observation de la vitesse apparente de la latitude
du lieu.
Les oscillations de très petite amplitude sont isochrones. La durée d'une oscillation
est proportionnelle à la racine carrée de la longueur de ce pendule et en raison inverse
de la racine carrée de l'intensité de la pesanteur au lieu de l'expérience.
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