Notice. Echelle de perroquet. Principe. avec fréquencemètre intégré

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1 Notice Echelle de perroquet avec fréquencemètre intégré Principe Ce matériel est basé sur le principe de l'appareil Julius qui a été commercialisé sous différents noms dont "Echelle de perroquet" ou "Ondoscope". Il est constitué par un long fil de torsion (fil double) le long duquel sont fixées transversalement plusieurs tiges. La propagation par onde de torsion étant lente, on pourra observer, en temps réel, divers phénomènes que l'on ne peut étudier avec d'autres méthodes. Nous pourrons mettre en évidence et étudier : La propagation d'une vibration entretenue: sa célérité, sa longueur d'onde, son amplitude, sa fréquence; La réflexion; La transmission ; Les ondes progressives; Les ondes stationnaires. 1

2 Description L élément de torsion Un double fil «nylon» le long duquel sont disposés 36 barreaux transversaux, chacun mesure 30 cm de long, ils sont espacés de 2.5 cm. Chaque barreau est muni de 2 masselottes de couleur, et coulissantes, permettant ainsi de modifier le moment d inertie. Une réglette «gabarit» vous garantit une distance toujours égale des masselottes par rapport au centre. Le système complet est mis en mouvement par l intermédiaire d un «générateur d ondes» : les oscillations ainsi obtenues seront de type sinusoïdales à fréquence ajustable. Le support : D une grande stabilité, il permet le positionnement vertical de l échelle de perroquet, ainsi que sa disposition horizontale pour en faire un «ondoscope». Du fait de cette très bonne stabilité, la vibration du générateur d ondes n est pas transmise au support, c est-àdire qu il ne bouge pas, et ce quelque soit la fréquence de travail. Le générateur d ondes : Il transmet à l élément de torsion un mouvement «alternatif», se propageant de façon sinusoïdale le long de la double corde définie plus haut. La fréquence est variable, la valeur est affichée avec précision. Pour une variation correcte de la fréquence, par deux boutons, + et, il est conseillé de ne pas la varier trop vite et d agir pas à pas sur ces deux boutons. Caractéristiques techniques principales : L élément de torsion : dimensions 1,25 m, masselottes de 2 couleurs différentes. Générateur d ondes : vibrations réglables de 0 à 2.5 Hz avec affichage très visible (rouge, H = 14 mm) de la fréquence. Alimentation électrique : 230 V 50 Hz, par transformateur mural fourni. 2

3 Déballage de l ensemble. ATTENTION: le produit est emballé soigneusement, prendre quelques précautions lors de son montage. 1. Cadre métallique support de l'ensemble. 2. Transformateur mural. 3. L élément de torsion : «échelle» 4. Réglet de mesure 4. Pieds supports Mise en place de l ensemble 1 - Assemblage : Pour l assemblage du cadre et des pieds supports, se prémunir d un maillet en bois, ou en plastique. Poser le cadre soigneusement à plat sur une grande table. Attention, protéger le disque transparent, pour éviter qu il ne pose directement sur la table. Distinguer le pied gauche (celui qui dispose de 2 butées supplémentaires) du droit, en considérant la droite le montant ou le générateur d ondes est fixé. Insérer les deux pieds dans les tubes des montants du cadre. 3

4 Butées à 90 A l aide du maillet, enfoncer les «T» dans chaque tube carré. Une fois les pieds en place, soulever l ensemble, le pivoter puis le poser, les deux pieds au sol. En haut du montant gauche, on trouve une 3 ème butée. Si elle n est pas en place, la chercher dans l emballage, et la remettre en place (autocollant). 2 Raccordement électrique. Le transformateur fourni est configuré d usine pour être raccordé directement sur l embase située sous le boîtier «générateur d ondes». 3 Présentation et fonctionnement du «générateur d ondes. Bielle de transmission du mouvement Disque (came) moteur Disque de torsion. Mise en fonctionnement Branchement du transformateur. Affichage de la fréquence de rotation. Réglage de la fréquence + pour augmenter - pour diminuer 4 Mise en mouvement entretenu de l ensemble Le moteur est équipé d'un système «came + bielle» permettant un mouvement entretenu du fil de torsion. 4

5 5 Ondes stationnaires ou progressives. Le signal généré par le moteur se propage le long de la double corde jusqu à son extrémité. Suivant la disposition de la fixation «haute», l onde est : - Réfléchie : étude des ondes stationnaires - Libre : étude des ondes progressives. Réglages à effectuer. Liberté de l onde : desserrer la vis moletée (1) pour débloquer le cylindre (2). Si l espace (3) est ouvert comme sur la photo, c est que la double corde est libre. Dans le cas contraire, desserrer le cylindre (2) suffisamment, en maintenant (4) fixe. Resserrer (1) afin de stabiliser la position libre Réflexion de l onde : desserrer la vis moletée (1) pour débloquer le cylindre (2). Si l espace (3) est ouvert comme précédemment, c est que la double corde est libre. Dans ce cas, serrer le cylindre (2) suffisamment, en maintenant (4) fixe, pour le plaquer contre le support. Resserrer (1) afin de stabiliser la position «réflexion» Position «Ondoscope» - L ensemble peut être utilisé en position horizontale. Afin de disposer les cordes pour une bonne observation de l onde horizontale, il convient de déplacer le point d ancrage de la bielle sur le disque de torsion. - Dévisser le système vis-écrou (1) entièrement, en effet la vis est également vissée sur le trou taraudé du disque. - Tourner d un angle de 90 le disque de torsion, remonter le système vis-écrou comme il était sur le précédent taraudage. (2) Orifice à 90 5 (1) Position initiale. Note : cette nouvelle position, peut également convenir pour l étude «verticale» de l échelle de perroquet.

6 6- Tension du double fil de torsion Si vous constatez que l ensemble de torsion semble être détendu, vous pouvez agir sur la tension des fils en procédant méticuleusement comme suit : - se munir d un tournevis adapté aux 2 vis de serrage (1) ; - dévisser les deux vis (1), juste assez pour libérer les deux fils (2) ; - tendre les deux fils de façon identique et symétrique - resserrer les deux vis. 2 1 Expériences 1. Caractéristiques d'une onde progressive L extrémité pouvant être libre ou fixe (voir explications plus haut), est ici en position libre. 1.1 Excitation très brève Avec la main, on effectue une excitation très brève à une extrémité (celle au niveau du disque de torsion), directement sur le premier barreau, et on observe : - la propagation du signal, - la «réflexion» à l'autre extrémité, - la réflexion et la transmission du signal en un point quelconque du fil en modifiant le moment d'inertie de 2 tiges (cela illustre le changement de milieu). On mesure : - la vitesse de propagation du signal: C = d/t (on peut définir la distance «d» en repérant différemment deux barreaux extrêmes, et en mesurant cette distance, t étant le temps que met la perturbation à atteindre le dernier barreau) - son amplitude. 1.2 Excitation sinusoïdale entretenue On effectue maintenant une perturbation sinusoïdale de fréquence N et on observe : - la propagation de l'onde - la «réflexion» à l'extrémité. On mesure : - la vitesse de propagation du signal : C = d/t (on peut définir la distance «d» en repérant différemment deux barreaux extrêmes, et en mesurant cette distance, t étant le temps que met la perturbation à atteindre le dernier barreau) - l'amplitude On calcule : la longueur d'onde λ et on vérifiera la relation λ = C/N 6

7 2. Caractéristiques d'une onde stationnaire L extrémité pouvant être libre ou fixe (voir explications plus haut), est en position fixe. 2.1 Excitation périodique L'excitation périodique se fait à une extrémité par le biais du générateur d ondes. Pour une fréquence d'excitation donnée, on mesure la longueur d'onde λ. On notera la relation liant λ à la longueur du système (longueur du fil de torsion entre deux barres). En déduire la célérité des ondes de torsion: 2.2 Changement de milieu C = λ.n On "changera de milieu" en modifiant le moment d inertie des tiges. Entretien, garantie et dépannage 1. Entretien Aucun entretien particulier n est nécessaire au fonctionnement de votre appareil. Toutes les opérations de maintenance ou de réparation doivent être réalisées par PIERRON EDUCATION. En cas de problème, n hésitez pas à contacter le Service Clients. 2. Garantie Les matériels livrés par PIERRON sont garantis, à compter de leur livraison, contre tous défauts ou vices cachés du matériel vendu. Cette garantie est valable pour une durée de 2 ans après livraison et se limite à la réparation ou au remplacement du matériel défectueux. La garantie ne pourra être accordée en cas d'avarie résultant d'une utilisation incorrecte du matériel. Sont exclus de cette garantie : la verrerie de laboratoire, les lampes, fusibles, tubes à vide, produits, pièces d'usure, matériel informatique et multimédia. Certains matériels peuvent avoir une garantie inférieure à 2 ans, dans ce cas, la garantie spécifique est indiquée sur le catalogue ou document publicitaire. Le retour de matériel sous garantie doit avoir notre accord écrit. Vices apparents : nous ne pourrons admettre de réclamation qui ne nous serait pas parvenue dans un délai de quinze jours après livraison au maximum. A l'export, ce délai est porté à un mois. La garantie ne s'appliquera pas lorsqu'une réparation ou intervention par une personne extérieure à notre Société aura été constatée. 7

8 Notes 8

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