De vrais travaux pratiques dans votre navigateur
Des TP pas à pas à partir de nos simulations : prenez les mesures, remplissez le tableau, tracez le graphique et rédigez la conclusion. Sans matériel.
Détermination de g avec un pendule simple
Mesurez la période d’un pendule simple pour plusieurs longueurs, tracez T² en fonction de L et déterminez l’accélération de la pesanteur.
Ouvrir le TPLoi de Hooke : raideur d’un ressort
Appliquez des forces connues à un ressort horizontal ; mesurez l’allongement x et, par l’ajustement linéaire de F(x), déterminez la raideur k.
Ouvrir le TPCoefficient de frottement statique par l’angle critique
Inclinez le plan jusqu’au début du glissement ; relevez l’angle critique θ et, sur plusieurs essais, obtenez μ_s ≈ tan θ ; comparez à la valeur de référence.
Ouvrir le TPCoefficient de frottement cinétique à partir de l’accélération
Laissez un solide glisser sur un plan incliné rugueux d’angle connu ; mesurez l’accélération a le long du plan et déterminez μ_k = tan θ − a/(g cos θ), en moyennant plusieurs essais.
Ouvrir le TPPoussée d’Archimède : masse volumique d’un solide (sphère flottante)
Une sphère inconnue flotte dans de l’eau de masse volumique connue. Relevez la fraction de volume immergé à l’équilibre et estimez la masse volumique de la sphère par ρ = f·ρ_w, en moyennant des lectures bruitées.
Ouvrir le TPLoi d’Ohm : résistance inconnue d’après la caractéristique U–I
Faites varier la tension du générateur aux bornes d’une résistance « mystère » fixe ; relevez des couples (I, V) avec un léger bruit des appareils et obtenez R comme pente de l’ajustement linéaire de V en fonction de I.
Ouvrir le TPDistance focale d’une lentille mince convergente
Placez l’objet en plusieurs points de l’axe optique principal ; relevez les distances image d_i (bruitées) et déterminez la distance focale inconnue f par la formule de conjugaison, en moyennant les estimations sur les essais.
Ouvrir le TPPremière loi de Kirchhoff dans un circuit série (I₁ = I₂)
Sur une branche série fixe R₁–R₂ circule un seul courant de maille. Relevez les indications bruitées des ampèremètres I₁ et I₂ pour plusieurs tensions du générateur ; l’ajustement linéaire de I₂(I₁) doit donner une pente unité — première loi de Kirchhoff au nœud intermédiaire.
Ouvrir le TPVitesse du son par résonance dans un tube (ouvert aux deux extrémités)
Colonne d’air de longueur fixe, ouverte aux deux extrémités ; le modèle cache la vraie vitesse du son. Réglez l’harmonique n, relevez les fréquences de résonance fₙ (bruitées) et déterminez v par v = 2 fₙ L / n, en moyennant les estimations.
Ouvrir le TPPériode d’un système masse-ressort en fonction de la masse (T² vs m)
Ressort horizontal de raideur k inconnue ; faites varier la masse m, relevez la période T des petites oscillations (bruit de chronomètre) et déterminez k par l’ajustement linéaire de T² en fonction de m.
Ouvrir le TPConstante de temps d’un circuit RC à la décharge
Déchargez un condensateur à travers une résistance connue. Relevez des couples (t, V) et, par l’ajustement linéaire de ln V en fonction de t, déterminez la constante de temps τ = RC.
Ouvrir le TPConstante de temps d’un circuit RL à la montée du courant
Appliquez un échelon de tension à un circuit RL série. Relevez i(t) et, par l’ajustement linéaire de ln(1−i/I∞) en fonction de t, déterminez τ = L/R.
Ouvrir le TPIndice de réfraction par la loi de la réfraction
Mesurez l’angle d’incidence dans l’air θ₁ et l’angle de réfraction dans le verre θ₂. D’après la loi de la réfraction n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ (n₁ = 1), l’ajustement linéaire de sin θ₂ en fonction de sin θ₁ a pour pente 1/n₂.
Ouvrir le TPVérification de la loi de Malus
Tournez l’analyseur (polariseur) par rapport au plan de polarisation. Relevez l’intensité I(θ) et, par l’ajustement linéaire de I en fonction de cos²θ, déterminez I₀.
Ouvrir le TPLongueur d’onde à l’aide d’un réseau de diffraction
Pour un réseau de pas d connu, relevez les ordres m et les angles de diffraction θ. L’ajustement linéaire de sin θ en fonction de m a pour pente λ/d, d’où λ = d·pente.
Ouvrir le TPCapacité thermique massique d’un métal
Un métal chaud de masse connue est plongé dans de l’eau froide. Relevez la température d’équilibre T_f (bruit de thermomètre) et déterminez la capacité thermique massique du métal d’après le bilan thermique.
Ouvrir le TPVérification de la loi de Boyle–Mariotte
À température constante, faites varier le volume du piston et relevez la pression. Le produit PV doit rester constant ; le résultat est la moyenne des valeurs de PV.
Ouvrir le TPVérification de la loi de Charles
À pression constante, chauffez le gaz et relevez des couples (T, V). Le rapport V/T doit rester constant ; le résultat est la moyenne des valeurs de V/T.
Ouvrir le TPDétermination de g par la portée d’un tir parabolique
À vitesse initiale fixée, relevez la portée R pour différents angles de tir θ. L’ajustement linéaire de R en fonction de sin 2θ a pour pente v₀²/g.
Ouvrir le TPCoefficient de restitution à l’impact
Le second corps est au repos. Relevez les vitesses après un choc central et déterminez le coefficient de restitution e ; le résultat est la moyenne sur plusieurs essais.
Ouvrir le TPVitesse angulaire de précession du pendule de Foucault
Réglez la latitude et relevez la vitesse angulaire de précession du plan d’oscillation. L’ajustement linéaire de Ω en fonction de sin|λ| a pour pente la vitesse angulaire de la Terre Ω_T.
Ouvrir le TPConstante de Planck par l’effet photoélectrique
Relevez la tension d’arrêt V_s pour différentes fréquences de la lumière f. L’ajustement linéaire de V_s(f) a pour pente h/e, d’où h = e·pente.
Ouvrir le TPConstante de désintégration radioactive
Relevez le nombre de noyaux N à divers instants. L’ajustement linéaire de ln N en fonction de t a pour pente −λ ; la période radioactive vaut T½ = ln 2 / λ.
Ouvrir le TPVitesse d’une onde sur une corde
Sur une corde de longueur fixe, excitez des ondes stationnaires. D’après les harmoniques f_n, calculez v = 2 f_n L / n et prenez la moyenne.
Ouvrir le TPDétermination de μ₀ par le champ d’un fil droit long
À distance fixe d’un fil droit long, relevez le champ B pour plusieurs intensités I. L’ajustement linéaire de B(I) a pour pente μ₀/(2πr), d’où μ₀ = pente · 2πr.
Ouvrir le TPRésistance inconnue au pont de Wheatstone
À l’équilibre du galvanomètre, R_x = R₂ R₃ / R₁. Recommencez l’équilibrage pour plusieurs R₁ et prenez la moyenne de R_x.
Ouvrir le TPRendement d’une cellule solaire
Sur les caractéristiques courant-tension, relevez la puissance au maximum P_max et divisez par la puissance incidente P_inc. Moyennez le rendement η sur plusieurs niveaux d’éclairement.
Ouvrir le TPDétermination de g avec la machine d’Atwood
Chronométrez un parcours connu de la masse la plus lourde pour plusieurs rapports de masses. De a = 2s/t² et de l’ajustement linéaire de a en fonction de (m₁−m₂)/(m₁+m₂), obtenez g.
Ouvrir le TPPendule balistique : vitesse d’une balle
Une balle de vitesse inconnue s’incruste dans un bloc suspendu. Relevez l’angle maximal pour plusieurs longueurs de suspension et reconstituez v₀ à partir de la quantité de mouvement et de l’énergie.
Ouvrir le TPSonomètre : masse linéique μ
Corde de μ inconnue et de longueur fixe. Relevez la fréquence fondamentale f₁ pour plusieurs tensions et déterminez μ par l’ajustement linéaire de f₁² en fonction de T.
Ouvrir le TPCoefficient de Hall R_H
Plaquette de Hall d’épaisseur et de courant connus, R_H inconnue. Relevez U_H pour plusieurs B et déterminez R_H par la pente de U_H(B). Le signe indique le type de porteurs.
Ouvrir le TPRésonance RLC : inductance inconnue
Circuit RLC série de R et C connus, L cachée. Pour chaque capacité, relevez le pic d’intensité en fréquence et reconstituez L par l’ajustement linéaire de 1/f₀² en fonction de C.
Ouvrir le TPAnneaux de Newton : rayon de courbure R
Anneaux de Newton en réflexion, lame d’air, saut de phase π. Relevez les rayons des anneaux sombres r_m et déterminez le R caché par l’ajustement linéaire de r_m² en fonction de m.
Ouvrir le TPExpérience de Young : longueur d’onde
Franges des deux fentes sur un écran à distance connue. Relevez l’interfrange pour plusieurs d et déterminez la λ cachée par l’ajustement linéaire de Δy en fonction de 1/d.
Ouvrir le TPTitrage : concentration inconnue d’un acide
Acide fort + base forte. V_a est connu ; C_a est cachée. Déterminez V_eq d’après le saut de pH pour plusieurs C_b, puis retrouvez C_a par l’ajustement linéaire de V_eq en fonction de 1/C_b.
Ouvrir le TPArrhenius : énergie d’activation à partir de k(T)
Réaction d’ordre 1, inconnue. Relevez [A] à plusieurs T, calculez k = −ln([A]/[A]₀)/t ; l’ajustement de ln k en fonction de 1/T donne E_a.
Ouvrir le TPConstante de Rydberg par la série de Balmer
Série de Balmer de l’hydrogène (n_f = 2). Relevez λ pour plusieurs n_i sur l’échelle en nm et déterminez R_H par l’ajustement de 1/λ en fonction de (1/4 − 1/n_i²).
Ouvrir le TPConstante de déplacement de Wien
Spectre du corps noir sans indication de λ_max. Placez le curseur sur le maximum de B_λ pour plusieurs T et déterminez b par l’ajustement de λ_max en fonction de 1/T.
Ouvrir le TPDilatation thermique : coefficient de dilatation linéaire α
Tige d’un métal inconnu, L₀ connue. Relevez ΔL pour plusieurs ΔT et déterminez α par l’ajustement de ΔL en fonction de ΔT.
Ouvrir le TPCooper–Jacob : transmissivité d’après Theis
Pompage à débit Q connu. Relevez le rabattement s au puits d’observation et déterminez la transmissivité T d’après la pente tardive de s en fonction de log₁₀ t.
Ouvrir le TPPharmacocinétique : demi-vie
Un compartiment, bolus IV. Relevez C(t) ; l’ajustement de ln C en fonction de t donne t₁/₂ = ln 2 / k_el. La clairance vaut k_el V_c si V_c est connu.
Ouvrir le TPP50 de l’hémoglobine d’après la courbe de dissociation
pH / T / pCO₂ standards. Relevez S pour plusieurs pO₂ et déterminez P50 par la linéarisation de Hill : ln(S/(1−S)) en fonction de ln pO₂.
Ouvrir le TPTroisième loi de Kepler : T² vs a³
Chronométrez la période de révolution pour plusieurs demi-grands axes. L’ajustement de T² en fonction de a³ donne la GM cachée du Soleil modèle : pente = 4π²/GM.
Ouvrir le TPTitrage d’un acide faible : pK_a à demi-équivalence
Acide faible + base forte. Repérez V_eq d’après le saut de pH, puis relevez le pH à V_b = V_eq/2. Ce pH est pK_a.
Ouvrir le TPHodgkin–Huxley : courant seuil d’une impulsion
Impulsion de courant de durée fixe sur la membrane de l’axone de calmar. Faites varier I par pas jusqu’à l’apparition d’un potentiel d’action et déterminez le courant seuil.
Ouvrir le TPModule d’Young sur le domaine élastique
Métal inconnu, déformations élastiques seulement. Relevez σ pour plusieurs ε et déterminez E comme pente de σ en fonction de ε.
Ouvrir le TPPotentiel de Nernst : pente pour le potassium
T et [K]ᵢ fixes. Relevez E_K pour plusieurs [K]ₒ et déterminez la pente de E en fonction de log₁₀[K]ₒ, en mV/décade.
Ouvrir le TPPendule pesant : g d’après T(δ)
Barre homogène de longueur connue. Chronométrez la période des petites oscillations pour plusieurs distances de l’axe au centre d’inertie et déterminez g par l’ajustement de T² en fonction de (L²/12δ + δ).
Ouvrir le TPCâble sur un cylindre : coefficient de frottement μ
Tension de retenue T₁ connue. Relevez T₂ à la limite du glissement pour plusieurs angles d’enroulement et déterminez μ par l’ajustement linéaire de ln(T₂/T₁) en fonction de φ.
Ouvrir le TPCircuit LC : inductance inconnue
Circuit LC série idéal, C connue et L cachée. Relevez la période pour plusieurs capacités et déterminez L par l’ajustement linéaire de T² en fonction de C.
Ouvrir le TPLoi de refroidissement de Newton : constante de temps τ
Capacité thermique concentrée, T₀ et T_∞ connues. Relevez T à plusieurs instants et déterminez τ par l’ajustement linéaire de ln((T−T_∞)/(T₀−T_∞)) en fonction de t.
Ouvrir le TPCondensateur plan : ε₀ d’après C(1/d)
Condensateur plan à air, aire connue. Relevez C pour plusieurs écartements et déterminez ε₀ par l’ajustement linéaire de C en fonction de 1/d.
Ouvrir le TPConstante de Stefan–Boltzmann d’après M(T⁴)
Cavité de corps noir. Relevez l’exitance énergétique M à plusieurs T et déterminez σ par l’ajustement linéaire de M en fonction de T⁴.
Ouvrir le TPLongueur d’onde Compton d’après Δλ(θ)
Raie X incidente connue. Relevez λ′ à plusieurs angles et déterminez λ_C par l’ajustement linéaire de Δλ en fonction de (1 − cos θ).
Ouvrir le TPMichaelis–Menten : K_m par Lineweaver–Burk
Enzyme inconnue. Relevez la vitesse initiale v à plusieurs [S] et déterminez K_m par l’ajustement de Lineweaver–Burk de 1/v en fonction de 1/[S].
Ouvrir le TPFiltre RC passe-bas : fréquence de coupure −3 dB
Filtre RC passe-bas caché. Balayez la fréquence, trouvez |H| = 1/√2 et indiquez cette fréquence de coupure f_c.
Ouvrir le TPAngle de Brewster : indice n d’un verre inconnu
Polarisation p, depuis l’air sur un verre inconnu. Relevez l’angle d’incidence où R_p s’annule et déterminez n = tan θ_B.
Ouvrir le TPÉquation de Nernst : nombre d’électrons n
Pile Zn–Cu, E° et [Zn²⁺] connus. Relevez E pour plusieurs [Cu²⁺] ; l’ajustement de E en fonction de ln Q donne n d’après la pente −RT/nF.
Ouvrir le TPLoi de Bragg : distance interréticulaire d
Raie de rayons X de λ connue. Pour les ordres n = 1, 2, 3, relevez l’angle de glissement au pic d’intensité et déterminez d par l’ajustement de sin θ en fonction de n.
Ouvrir le TPOscillations forcées : ω₀ d’après le pic de résonance
Système masse-ressort forcé, paramètres cachés. Balayez la pulsation d’excitation, relevez le pic d’amplitude et prenez cette ω comme ω₀.
Ouvrir le TPInterféromètre de Michelson : λ par comptage de franges
Source monochromatique inconnue. Réglez la différence de marche, comptez les passages de franges au centre et déterminez λ par l’ajustement de N en fonction de Δ.
Ouvrir le TPRègle des leviers : fraction liquide sur un diagramme binaire
T et composition globale C₀ fixées sur un diagramme isomorphe A–B. Relevez les extrémités de la conode et déterminez la fraction liquide f_L.
Ouvrir le TPSismique-réfraction : vitesse du substratum d’après la pente de l’onde réfractée
Coupe à deux couches inconnue. Relevez la première arrivée aux grandes distances et déterminez v₂ par l’ajustement de t en fonction de x.
Ouvrir le TPChémostat : taux de lessivage D_w
Culture de Monod cachée, alimentation S₀ connue. Balayez le taux de dilution D, suivez la biomasse stationnaire et relevez le seuil de lessivage D_w.
Ouvrir le TPÉtoile double visuelle : somme des masses par la troisième loi de Kepler
Distance a connue, en ua. Chronométrez la période pour plusieurs a et obtenez M₁+M₂ par l’ajustement de T² en fonction de a³ (unités solaires).
Ouvrir le TPSpectre stellaire : vitesse radiale d’après le décalage d’une raie
λ₀ de laboratoire connue (Hα). Placez le curseur sur la raie d’absorption décalée et obtenez v ≈ c Δλ/λ₀.
Ouvrir le TPEuler : charge critique au flambage
L, E, I et les appuis articulé–articulé sont connus. Faites varier la charge de compression et relevez P lorsque la flèche croît brusquement.
Ouvrir le TPIsolation vibratoire : seuil T = 1
Isolateur caché, excitation de la base. Faites varier le rapport de fréquences r = ω/ω₀, suivez T = X/Y et relevez le r où commence l’isolation (T traverse 1).
Ouvrir le TPDiode p–n : facteur d’idéalité d’après ln I vs U
Diode au silicium inconnue, T connue. Relevez I en polarisation directe pour plusieurs U et obtenez n par l’ajustement de ln I en fonction de U.
Ouvrir le TPHill : EC50 par ajustement logit
Agoniste inconnu. Relevez l’effet E pour plusieurs concentrations et obtenez EC50 par l’ajustement de logit(E/Emax) en fonction de log₁₀ C. Emax est connu.
Ouvrir le TP