Dosages pH-métriques

Objectifs du TP

• Découvrir et maîtriser les outils permettant de déterminer l'équivalence acido-basique :
- la méthode des tangentes (équivalence)
- la dérivée première du pH par rapport au volume de base versé
• Déterminer la demi équivalence
• Modéliser des portions de la courbe de dosage
• Ré-investir ces outils lors du dosage d'un acide dans une boisson commerciale

Capteur nécessaire

Capteur pH

Pression et température d'un gaz : loi de CHARLES

Objectifs du TP

• Aborder la notion de pression absolue des gaz et son interprétation microscopique
• Étudier l'effet de l'agitation thermique (température) sur la pression
• Étudier quantitativement la relation P = f(q) à volume constant, lors de l'échauffement ou du refroidissement d'un gaz
• Modéliser cette relation (loi de Charles)
• Trouver un ordre de grandeur le plus correct possible du "zéro absolu" par extrapolation à partir de l'étude précédente
• Introduire l'échelle absolue des températures (° kelvins)
• Découvrir le caractère extensif de la variable thermodynamique P

Capteurs nécessaires

Capteur température

Capteur pression absolue

Compression/expansion d'un gaz : loi de MARIOTTE

Objectifs du TP

• Découvrir l'élasticité des gaz
• Appréhender la notion de pression absolue d'un gaz
• Étudier la loi P=f(V) à température constante: acquisitions et modélisation (loi de Mariotte)
• Découvrir le caractère extensif des variables thermodynamiques P et V

Capteur nécessaire

Capteur pression absolue

Célérité du son : mesure directe

Objectifs du TP

• Déterminer la célérité du son par mesure directe d'une durée de propagation sur une distance connue
• Disposer d'une expérience la plus simple possible à interpréter, sans faire appel à la notion de longueur d'onde
• Considérer une seule dimension de la propagation
• Montrer que la célérité est indépendante de la distance parcourue
• Montrer que la célérité change notablement avec l'état du milieu de propagation (gazeux, liquide ou solide), et sa nature

Capteurs nécessaires

2 capteurs micro-son

Détermination de la célérité des ultrasons dans l'air

• Mesure d’un retard d’une salve d’ultrasons

• Détermination de la célérité du son dans l’air à une température donnée

Capteur nécessaire

Capteur distance / radar

Champ magnétique créé par une bobine parcourue par un courant

Objectifs du TP

• Exploiter les acquisitions réalisées avec le capteur teslamétrique
• En déduire les différents paramètres qui influent sur la valeur du champ magnétique créé par un courant dans une bobine
• Etudier les lois qui régissent ces différents paramètres

Induction mutuelle : lois de Faraday et de Lenz

Ferromagnétisme : tracé et étude d'un cycle d'hystérésis

Capteur nécessaire

Capteur teslamètre

Établissement du courant dans une bobine et f.é.m. d'induction

Oscillations forcées sinusoïdales dans un circuit R-L-C série

Oscillations libres d'un circuit R-L-C

Acquisitions de signaux H.F.

Résonance en électricité : circuit SÉRIE ou PARALLÈLE

Capteur nécessaire

Utilisation des voltmètres et ampèremètres disponibles sur la façade de l'OrphyLAB

Amplificateur opérationnel : montage amplificateur inverseur

Caractéristique d'un dipôle passif - point de fonctionnement d'un circuit

Charge-décharge d'un condensateur à travers un résistor vers une tension constante

Charge d'un condensateur à courant constant

Étude d'un signal sinusoïdal

Quadripôles : fonction de transfert

Capteur nécessaire

Utilisation des voltmètres et ampèremètres disponibles sur la façade de l'OrphyLAB

Chute libre d'une réglette graduée

Objectifs du TP

• Étudier un mouvement de chute libre dans l'air
• Trouver avec le maximum de précision la valeur de l'accélération de la pesanteur au lieu de l'expérience
• Saisir dans Regressi une constante avec son unité
• Déduire de l'acquisition les énergies cinétique, potentielle, et mécanique
• Vérifier la conservation de l'énergie mécanique
• Modéliser les variations de x(t), et v(t) pour en déduire l'accélération (et la vitesse initiale) du mouvement

Capteur nécessaire

Capteur fourchette optique

Chute libre d'un ballon de foot avec les rebonds

Capteur nécessaire

Capteur distance / radar

Oscillations libres verticales

Objectifs du TP

• Étudier les oscillations libres verticales d'une masse suspendue à un ressort
• Étalonner rapidement le ressort utilisé (détermination de la constante de raideur pour les 2 types de ressort: à spires jointives, ou non jointives)
• Étudier la périodicité du mouvement, et déterminer les paramètres dont elle dépend ou non: masse, ressort, amplitude
• Comparer (au moyen de différentes pages du même fichier) les effets sur la période de différentes masses, et de différents ressorts(1)
• Faire un changement d'origine vers la position d'équilibre
• Calculer élongation angulaire, vitesse et accélération; observer leurs déphasages
• Calculer les énergies cinétique et potentielle
• Calculer l'énergie mécanique et vérifier sa conservation ou sa non conservation
• Visualiser les transferts d'énergie (entre les formes potentielle et cinétique) au cours des oscillations

Capteur nécessaire

Capteur force

Oscillations d'un pendule pesant

Objectifs du TP

• Étudier et vérifier les lois du pendule simple
• Visualiser à l'écran les courbes représentant l'équation horaire a (t)
• Modéliser ces courbes par une fonction ou une équation différentielle
• Comparer entre elles différentes pages d'acquisition avec des valeurs différentes de la longueur ou de la masse
• Utilisation de la page "Graphe des paramètres", et modélisation dans cette page, des résultats de la modélisation précédente, en fonction du paramètre de page
• Déduire vitesse et accélération à partir des acquisitions
• Faire un bilan énergétique

Capteur nécessaire

Capteur pendule

A découvrir aussi, aux éditions DUNOD, des ouvrages complets traitant des expériences de physique, dans lesquels les expériences ExAO sont réalisées avec le matériel Orphy et le logiciel Régressi.

		Expériences de physique - Optique, mécanique, fluides, acoustique   Cet ouvrage s'adresse principalement aux étudiants en Master "spécialité Enseignement des sciences physiques" et candidats aux concours de recrutement de l'Education nationale (CAPLP, CAPES, Agrégation), mais sera également utile aux étudiants des masters "Sciences" et de classes préparatoires, ainsi qu'aux professeurs en exercice. Il est consacré à l'optique, la mécanique, la mécanique des fluides, l'acoustique et à quelques thèmes plus transversaux.   Plus d'info
		Expériences de physique - Électricité, électromagnétisme, électronique, transferts thermiques   Il s'agit du second volume de Physique expérimentale aux concours de l'enseignement. L'ouvrage propose les rappels théoriques sur les notions indispensables à connaître, les expériences à l'aide de modes opératoires détaillés, des exercices corrigés issus des sujets du Capes. Cette nouvelle édition, revue et corrigée, est mise en conformité avec la réforme des concours enseignement (Masterisation).   Plus d'info
Ces ouvrages proposent : • de nombreux rappels théoriques sur les notions indispensables à maîtriser • les expériences à connaître présentées à travers des modes opératoires détaillés, donnant ainsi la priorité à l’approche expérimentale • des exercices corrigés issus d’annales de concours, permettant au lecteur d’évaluer ses connaissances et de se mettre en situation.     Ces ouvrages sont le complément idéal pour effectuer le traitement théorique des acquisitions de données réalisées avec le matériel Orphy !