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Incertitude sur la pesanteur

Posté par
MarieTophie
06-10-14 à 16:59

Salut salut!

Je viens a vous aujourd'hui parce que j'ai un tp à préparer mais que j'ai un peu de mal avec 1 petite question :/

Pour mesurer la pesanteur, on utilise un pendule car la période T d'oscillation dépend de la longueur L du fil et de la pesanteur g:
J'ai cette formule (celle de la pesanteur): g= 4²\frac{L}{T²} avec T en secondes, L en mètre

et je dois développer la formule de l'incertitude de g basée sur celle de L et T. J'étais partie sur l'incertitude de x/x mais je ne pense pas que ce soit ça. Et je ne vois pas à vrai dire comment la calculer sans valeurs (c'est ma toute première question, donc j'en ai pas)

Voili voilou, merci d'avance

Posté par
magisterien
re : Incertitude sur la pesanteur 06-10-14 à 20:45


Loi de propagation des erreurs:

Soit une quantité g fonction de plusieurs variables x1,xi..xn

Souvent en physique, on mesure des quantités xi avec une certaine incertitude sigma_i et l'on veut en déduire la valeur d'une grandeur g à partir des grandeurs mesurées dont on connait la relation f telle que g = f(x1,xi,..,xn)

L'écart type sur g s'exprime en fonction des ecart-types des variables xi par

\sigma_g = \sqrt{\sum_i^n(\frac{\partial f}{\partial x_i})^2 \sigma_i^2}

les valeurs des dérivées étant prises en x1,xi..xn

Posté par
MarieTophie
re : Incertitude sur la pesanteur 06-10-14 à 20:47

Oula, j'admets avoir un peu de mal avec les formules brutes. Je pourrais avoir un exemple s'il te plait?

Posté par
magisterien
re : Incertitude sur la pesanteur 06-10-14 à 21:56

soit g = L/T^2

la derivée de g par rapport à L vaut 1/T^2
la derivée de g par rapport À T vaut -2L/T^3

donc
\sigma_g = \sqrt{\frac{\sigma_L^2}{T^4}+\frac{4\sigma_T^2 L^2}{T^6}}

Posté par
magisterien
re : Incertitude sur la pesanteur 06-10-14 à 22:03

La formule précédente est connue sous la loi de propagation des erreurs.

Parfois, au labo, il est plus rapide d'estimer les choses à l'ordre 1 en prenant la différentielle du logarithme de la grandeur qui donne tout de suite une incertitude relative

en effet d(ln(f)) = df/f

si f = L/T^2, par definition du log

ln(f) = ln(L) - 2 ln(T)
ce qui donne rapidement df/f = dL/L - 2dT/T (le signe moins n'a pas d'interet car on considère une version de -+ dT autour de T, idem pour dL.
Cette manière de faire est à l'ordre 1 et est moins rigoureuse mais pratique

Posté par
MarieTophie
re : Incertitude sur la pesanteur 07-10-14 à 17:05

D'accord merci

J'ai une seconde question par contre. Par la suite on me demande de vérifier la formule de la masse volumique de la roche qui est:

roche=\frac{P air}{P air -P eau}*eau
Où Pair et Peausont exprimés en N & les masses volumiques sont en g/cm3

Le problème est que les mesures se font par la suite, donc pas possible de la vérifier avec celle-ci. De plus, je ne pense pas qu'on me demande vérifier son homogénéité, du moins, on ne me l'a jamais posé ainsi.

Posté par
magisterien
re : Incertitude sur la pesanteur 07-10-14 à 18:28

Je ne peux pas trop t'aider si tu ne sais comment la masse volumique est mesurée expérimentalement.

En générale, il semble logique de connaître la masse et le volume pour en déduire la masse volumique. Mon intuition me dirait que ton expression mettrait en jeu une mesure de la poussée d'archimède d'un roche immergée dans un volume d'eau.

Posté par
MarieTophie
re : Incertitude sur la pesanteur 07-10-14 à 19:29

C'est une très bonne intuition. On cherche a mesurer la masse volumique d'une roche d'abord dans l'air puis dans l'eau. Logiquement elle est inférieur dans l'eau avec la poussé d'Archimède.



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