Loi 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.
Objectif
Déterminer la raideur k du ressort d’après la loi de Hooke F = k·x, en relevant des couples force–allongement et en ajustant F en fonction de x.
Matériel
- Ressort (montage horizontal)
- Charge étalonnée (curseur)
- Capteur d’allongement (modèle)
Expérience
Théorie
Pour un ressort idéal dans le domaine élastique, la force de rappel est proportionnelle à l’allongement par rapport à l’équilibre : F = k·x. Le graphe de la force en fonction de l’allongement est une droite passant par l’origine, de pente k.
Mode opératoire
- Lisez la théorie : vous ferez varier la force F appliquée au ressort horizontal à l’aide du curseur.
- Choisissez une force et cliquez sur « Enregistrer la mesure ». Le modèle relève l’allongement x (léger bruit de capteur).
- Recommencez pour au moins 6 forces différentes, réparties uniformément sur l’intervalle — ne regroupez pas tous les points à une extrémité.
- Vérifiez l’ajustement linéaire de F(x) : la pente est égale à k.
- Comparez votre k à la valeur de référence de l’encadré de résultat et formulez la conclusion.
Conclusion
La raideur trouvée s’accorde avec la valeur de référence dans les limites de la tolérance. Sources d’erreur : nombre fini de charges, bruit sur la mesure de x et idéalisation d’un ressort linéaire.