3B Scientific Gyroscope - Manual (Page 9)

9 3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Allemagne • www.3bscientific.com • Sous réserve de modifications techniques
•
Faites tourner le gyroscope à la main ou à l’aide du
cordon.
•
Le gyroscope effectue un mouvement de précession.
•
Déterminez la fréquence de rotation f du disque et
mesurez la durée d’une rotation de précession T
P
.
•
Le rapport entre f et T
P
résulte de l’équation suivan-
te :
P
m g R
f T
I
π 2
=
4
R représente l’écart entre le point de palier de l’axe du
gyroscope et le point d’attaque de la masse supplé-
mentaire m.
•
Saisissez d’autres points de mesure tandis que la fré-
quence de rotation diminue.
•
Reportez dans un système de coordonnées la fré-
quence de rotation comme fonction de durée d’une
rotation de précession.
•
Comme variante à la méthode décrite ci-dessus, on
peut déterminer le moment d’inertie I du disque cir-
culaire à partir de la pente a de la droite :
m g R
f
a
π 2
=
4
•
Répétez l’expérience avec d’autres poids supplémen-
taires. On peut démontrer que la masse supplémen-
taire est environ proportionnelle à la fréquence de
précession.
Fig. 2 : Précession
5.3 Nutation
•
L’objectif de l’expérience est de démontrer la nuta-
tion et d’étudier le rapport entre la durée de nutation
et la fréquence de rotation du disque.
•
Construisez le gyroscope comme le montre la
figure 3 et mettez-le en équilibre.
•
Faites tourner le disque circulaire à la main ou à l’aide
du cordon.
•
Un léger coup latéral porté sur l’axe du gyroscope
déclenche la nutation.
•
Pour l’étude quantitative de l’expérience, détermi-
nez la durée d’un nombre adéquat de tours de nuta-
tion.
•
Ensuite, mesurez le temps de rotation du disque cir-
culaire.
•
Saisissez d’autres points de mesure tandis que la fré-
quence de rotation diminue.
•
Reportez dans un système de coordonnées la fré-
quence de nutation comme fonction de fréquence
de rotation du disque.
•
La fréquence de nutation est proportionnelle à la fré-
quence de rotation.
Fig.3 : Nutation
5.4 Annulation des phénomènes gyroscopiques
•
Placez le second disque circulaire et le poids de com-
pensation comme le montre la figure 4. Fixez le dis-
que avec le circlip.
•
Equilibrez le gyroscope.
•
Mettez la masse supplémentaire.
•
Faites tourner les disques de telle manière qu’ils tour-
nent dans un sens opposé. Pour bien illustrer le sens
de rotation, vous pouvez coller un morceau de pa-
pier blanc sur les disques.
•
Démontrez la précession et la nutation.
•
Puis, enroulez les deux extrémités du cordon sur les
tambours correspondants dans un sens opposé.
•
Tirez sur le cordon. Les deux disques tournent à peu
près à la même vitesse, mais en sens opposé.
•
Démontrer l’annulation des phénomènes gyroscopi-
ques.
Fig. 4 : Annulation des phénomènes gyroscopiques