TS Révision de TP TP

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1 TS Révision de TP TP Vérification de la fréquence des ultrasons... 1 Vérification de la longueur d onde des ultrasons... 2 Déterminer la note chantée... 3 Phénomène d interférences... 4 Vérifier l expression de la portée d une balle lors d un mouvement parabolique... 5 Déterminer le degré d un vinaigre Matériel /05/2016 TP_revision_2016.doc

2 TS Révision de TP TP n 27-1 Physique Oscillo, oh désespoir 30 min But du TP : Déterminer la fréquence d une onde ultrasonore. Matériel à disposition : oscilloscope + notice. 1 émetteur ultrasons + 2 récepteurs ultrasons + câbles coaxiaux 1 alimentation ultrasons + 1 plaque ultrasons 1 mètre de 3 m + 1 réglet Vérification de la fréquence des ultrasons Un émetteur E d ondes ultrasonores émet en continu des ondes sinusoïdales. Ces ondes de fréquence f proche de 40 khz se propagent dans l air et sont reçues par deux récepteurs R1 et R2 côte à côte. 1) Proposer un protocole expérimental pour mesurer avec précision la fréquence f du signal ultrasonore. Faire vérifier votre protocole par le professeur 2) Réaliser le protocole expérimental. Donner la valeur de la fréquence f. Conclure 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 1/9

3 TS Révision de TP TP n 27-2 Physique Etes-vous sur la bonne longueur d onde? 30 min But du TP : Déterminer la longueur d onde et la célérité d une onde ultrasonore. Matériel à disposition : oscilloscope 1 émetteur ultrasons + 2 récepteurs ultrasons déjà branchés + câbles coaxiaux 1 alimentation ultrasons + 1 plaque ultrasons 1 mètre de 3 m + 1 réglet Vérification de la longueur d onde des ultrasons Réglages Régler l oscilloscope afin d observer un écran proche de la représentation ci-contre Eloigner très lentement l un des deux récepteurs. Observer l évolution du signal de ce récepteur par rapport au signal de l autre récepteur. Repérer les positions du récepteur pour lesquelles les abscisses de leurs maxima (et de leurs minimas) sont confondues. On dit alors que les ondes sont en phase. Longueur d onde et célérité La longueur d onde est la distance séparant deux points consécutifs pour lesquels les ondes sont en phase. La longueur d onde est également la distance parcourue par l onde en une période T. 1) Proposer un protocole expérimental pour déterminer, avec la plus grande précision, la longueur d onde de l onde des ultrasons dans l air. Faire vérifier votre protocole par le professeur 2) Réaliser le protocole expérimental. Donner la valeur expérimentale de la longueur d onde. 3) La période des ultrasons est T = 25,0 µs. En déduire la célérité expérimentale v exp de l onde ultrasonore. Comparer à la valeur théorique v théo = 340 m.s /05/2016 TP_revision_2016.doc 2/9

4 TS Révision de TP TP n 27-3 Physique «The Voice in Zola» 30 min But du TP : Déterminer si le son de votre voix émet un son pur et quelle est la note chantée. Matériel à disposition : ordinateur avec carte son via Regressi micro branché au boitier d acquisition OrphyLab sur la voie U3 Casque micro en secours sur l entrée micro de l ordinateur. diapason la3 Déterminer la note chantée 1) Proposer un protocole expérimental pour déterminer si le son de votre voix est pur Ouvrir le logiciel OrphyLab présent sur l ordinateur et vérifier les paramètres suivants : Cliquer sur la voie U3 pour la sélectionner. Choisir : Durée = 20 ms ; Nombre (de mesures) = 512 ; Déclenchement : Clavier (cocher Loupe automatique) ; Placer le micro près de l ouverture de la caisse de résonance et faire tinter (doucement) le diapason : L enregistrement débute en appuyant sur la barre d espace : Visualiser le signal. Cliquer sur l icône Regressi (commentaires : diapason) et enregistrer le fichier. Basculer de nouveau sur OrphyLab et enregistrer le son de la note chantée. Cliquer sur l icône Regressi et enregistrer le fichier. Faire vérifier vos acquisitions par le professeur Analyse spectrale On peut obtenir le spectre de chaque signal périodique grâce à une analyse de Fourier. 2) Déterminer si le son de votre voix émet un son pur et quelle est la note chantée. 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 3/9

5 TS Révision de TP TP n 27-4 Physique A la recherche de la longueur d onde perdue 30 min But du TP : Vérifier la longueur d onde du faisceau laser grâce aux interférences lumineuses Matériel à disposition : mètre ruban de 3 ou 5 m + réglet de 1 m ; laser + écran ; Ordinateur + Regressi diapositive avec un jeu de 2 fentes verticales séparées par une distance a connue Phénomène d interférences La figure d interférence obtenue avec deux fentes verticales séparées d une distance a est donnée ci-dessous. Dispositif expérimental interférentiel On définit l interfrange i caractéristique du dispositif. L interfrange i est liée à la longueur d onde λ du laser, à la distance D fente écran ainsi qu à la distance a séparant les 2 fentes par la relation : i = D a Vérification de la longueur d onde du laser 1) Proposer un protocole expérimental permettant de vérifier la proportionnalité entre l interfrange i et la distance D fente écran. Attention à la sécurité! Faire vérifier votre protocole par le professeur 2) Réaliser le protocole expérimental. 3) Déterminer la longueur d onde expérimentale exp du laser. Calculer l écart relatif entre la valeur expérimentale et la valeur théorique de la longueur d onde donnée sur le laser. 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 4/9

6 TS Révision de TP TP n 27-5 Physique Un exercice à votre «portée» 30 min Vérifier l expression de la portée d une balle lors d un mouvement parabolique Sur le site suivant, lors d un mouvement parabolique dans un champ de pesanteur supposé uniforme, la portée d définie sur la figure ci-dessous est exprimée par l expression : d = v 0² sin(2 ) avec v g 0 = 4,8 m.s -1 la vitesse initiale de la balle et = 65 l angle repéré ci-dessous. Matériel : ordinateur + Regressi ; vidéo «P06_Mouvement_parabolique_champ_pesanteur1.AVI» sur le réseau ; notice de Regressi ; notice pour le pointage de la vidéo au dos de la page. 1) Proposer un protocole expérimental permettant de visualiser le mouvement parabolique de la balle Faire vérifier votre protocole par le professeur 2) Réaliser le protocole expérimental. Mode d emploi page suivante. 3) Déterminer par une méthode de votre choix la valeur de la portée d puis vérifier la valeur de d en utilisant l expression littérale de d. Expliquer vos calculs. Donnée : g = 9,81 m.s -2 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 5/9

7 Notice pour le pointage de la vidéo Lancer le logiciel Regressi puis faire Fichier Nouveau Vidéo. La barre de menus est ci-dessous : Cliquer sur Ouvrir 1 et charger le fichier Mouvement parabolique champ pesanteur dans le répertoire de votre classe. Faire défiler la vidéo 2 puis revenir sur la 1 ère image 3. Faire un zoom de 2 (bouton 4) pour agrandir l image. 7 Cliquer sur Origine 5 puis placer l origine sur le centre de la balle. Les axes doivent être orientés positivement vers le haut et vers la droite. Voir la forme de l icône 6. Cliquer sur Echelles 6 puis, avec précision, en haut et en bas de la règle graduée ; indiquer la distance entre les deux points (en m), c est-à-dire 1. Cliquer sur Mesures 7 puis cliquer sur la balle sur la 1 ère image avec précision ; l image suivante s affiche et ainsi de suite à des intervalles de temps égaux. Cliquer sur Traiter 8 pour exporter vos données dans Regressi. Sauvegarder votre fichier à intervalles de temps réguliers. 8 1 m 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 6/9

8 TS Révision de TP TP n 27-6 Physique Dosage du vinaigre 30 min Déterminer le degré d un vinaigre. Matériel possible : Fioles jaugées de 50,0 ml et de 100,0 ml Eprouvettes graduées de 50 ml et de 100 ml Pipettes jaugées de 10,0 ml et de 20,0 ml Pipette graduée de 5,0 ml Burette graduée de 25,0 ml, Béchers de 100 ml et de 50 ml ph-mètre déjà étalonné ; agitateur magnétique. Vinaigre blanc du commerce Solution S de vinaigre blanc diluée 20 fois. Solution de soude (ou d hydroxyde de sodium) de pipeteur ou poire aspirante concentration C B = 0,10 mol.l -1 Verre à pied Données : le degré d acide d un vinaigre est numériquement égal à la masse d acide éthanoïque CH 3 COOH pur contenu dans 100 g de vinaigre. On considère que la masse volumique du vinaigre est égale à 1,0 g.ml -1. M(CH 3 COOH) = 60 g.mol -1 Recherche du point équivalent sur une courbe ph-métrique Méthode de la dérivée La courbe dérivée d(ph) = f (Vb) possède un extremum dont l abscisse correspond au volume à l équivalence. dvb En cliquant sur l icône Outils gr. réticule libre, vous pouvez obtenir les coordonnées du point d équivalence E. Méthode des tangentes Regressi vous permet un tracé des tangentes en cliquant sur l icône Outils gr. et en choisissant tangente puis méthode des tangentes. 1. Dilution du vinaigre Donner un protocole pour préparer une solution S de vinaigre blanc dilué 20 fois. Réunir le matériel nécessaire à cette dilution Faire vérifier votre matériel par le professeur 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 7/9

9 2. Titrage ph-métrique Le titrage par une solution d hydroxyde de sodium ou solution de soude sera réalisé pour un volume prélevé de 10,0 ml de solution S de vinaigre dilué. Un ajout d environ 20 ml d eau distillée sera nécessaire Donner un protocole pour réaliser un tel titrage. Choisir le matériel Faire vérifier votre méthode et votre matériel par le professeur 2.2. Quelle est l utilité d un ajout d environ 20 ml d eau distillée? 2.3. Déterminer le volume à l équivalence V E et le ph à l équivalence ph E Définir l équivalence par une phrase /05/2016 TP_revision_2016.doc 8/9

10 Matériel Vérification de la fréquence des ultrasons - 1 poste oscilloscope + notice. 1 émetteur ultrasons + 2 récepteurs ultrasons + câbles coaxiaux 1 alimentation ultrasons + 1 plaque ultrasons 1 mètre de 3 m + 1 réglet Vérification de la longueur d onde des ultrasons - 1 poste oscilloscope 1 émetteur ultrasons + 2 récepteurs ultrasons déjà branchés + câbles coaxiaux 1 alimentation ultrasons + 1 plaque ultrasons 1 mètre de 3 m + 1 réglet Déterminer la note chantée - 2 postes ordinateur avec carte son via Regressi micro branché au boitier d acquisition OrphyLab sur la voie U3 Casque micro en secours sur l entrée micro de l ordinateur. diapason la3 Phénomène d interférences - 2 postes mètre ruban de 3 ou 5 m + réglet de 1 m ; laser + écran ; Ordinateur + Regressi diapositive avec un jeu de 2 fentes verticales séparées par une distance a connue Vérifier l expression de la portée d une balle lors d un mouvement parabolique - 1 poste Ordinateur + Regressi ; Vidéo «P06_Mouvement_parabolique_champ_pesanteur1.AVI» sur le réseau Notice de Regressi ; Notice pour le pointage de la vidéo. Déterminer le degré d un vinaigre - 2 postes Fioles jaugées de 50,0 ml et de 100,0 ml Pipettes jaugées de 10,0 ml et de 20,0 ml Burette graduée de 25,0 ml, ph-mètre déjà étalonné ; agitateur magnétique. Solution S de vinaigre blanc diluée 20 fois. Pissette d eau distillée pipeteur ou poire aspirante Eprouvettes graduées de 50 ml et de 100 ml Pipette graduée de 5,0 ml Béchers de 100 ml et de 50 ml Vinaigre blanc du commerce Solution de soude (ou d hydroxyde de sodium) de concentration C B = 0,10 mol.l -1 Verre à pied 19/05/2016 TP_revision_2016.doc 9/9