- Deux seaux d'eau avec poignées en corde
- Un long morceau de ficelle
- Un mètre ruban
- Un chronomètre
- Un marqueur
- Un trépied ou autre structure de support
Instructions :
1. Remplissez l’un des seaux d’eau à moitié avec de l’eau.
2. Attachez une extrémité de la ficelle à la poignée du seau d'eau plein.
3. Attachez l'autre extrémité de la corde à la structure de support.
4. Tracez une ligne sur le sol directement sous le seau d'eau plein.
5. Faites pivoter le seau d'eau plein dans un cercle horizontal, en gardant la ficelle tendue.
6. À mesure que le seau oscille, l’eau monte sur les côtés du seau et finit par se répandre.
7. Utilisez le chronomètre pour mesurer combien de temps il faut pour que l'eau s'écoule du seau.
8. Répétez les étapes 5 à 7 pour différentes longueurs de ficelle.
Observations :
À mesure que vous augmentez la longueur de la ficelle, l'eau mettra plus de temps à s'écouler du seau. En effet, plus la corde est longue, plus la force centripète agissant sur l’eau est grande. La force centripète est la force qui tire un objet vers le centre d’une trajectoire circulaire. Dans cette expérience, la force centripète est fournie par la tension de la corde.
La quantité de force centripète nécessaire pour maintenir un objet en mouvement sur une trajectoire circulaire est déterminée par la masse de l'objet, la vitesse de l'objet et le rayon de la trajectoire circulaire. Dans cette expérience, la masse du seau d’eau et la vitesse du seau sont constantes, donc le seul facteur qui change est le rayon de la trajectoire circulaire. À mesure que vous augmentez la longueur de la corde, vous augmentez le rayon de la trajectoire circulaire et diminuez donc la quantité de force centripète nécessaire pour maintenir le seau d'eau en mouvement dans un cercle.
Conclusion :
Cette expérience démontre comment la force centripète maintient les objets en mouvement sur une trajectoire circulaire. Plus la ficelle est longue, plus la force centripète nécessaire pour maintenir le seau d’eau en mouvement en cercle est grande.
