2. La mise en œuvre du capteur DB15 à reconnaissance automatique

3. Son principe de fonctionnement (pour ceux qui veulent tout comprendre!)

Installer la fourchette optique au-dessus du banc (toujours perpendiculairement au banc) sur son support, dans la zone de départ du mobile pour ne rien perdre du mouvement; vérifier qu'il reste un passage suffisant dessous pour le mobile, mais pas trop pour que le faisceau détecte bien le passage des barreaux de la réglette. Pour déclencher le mouvement lors d'une acquisition, il suffit de lâcher le mobile après avoir mis en route la soufflerie; bien veiller alors à lâcher le mobile sans lui communiquer d'effet latéral (de façon que les actions des coussins d'air latéraux soient bien symétriques).

La flèche gravée à l'intérieur d'une des deux dents de la fourchette optique indique le sens positif de déplacement considéré par le logiciel, mais pas nécessairement celui des mouvements réels. Raccorder la fourchette optique aux prises A et E (ou G suivant interface), en vérifiant bien que l'entrée front EF0 d'Orphy n'est pas raccordée par ailleurs: désactiver EF0 sur l'inverseur déclencheur du module de raccordement, ou débrancher carrément ce module de raccordement.

IV Acquisitions dans Magwin ou Digwin

Le protocole pourra être transposé aisément au logiciel Digwin pour des acquisitions avec la table à digitaliser Genius (mouvements à deux dimensions).

A. Phase préparatoire

B. Acquisition

Initialiser l'acquisition par le menu "Interface / Lancer une acquisition" ou par l'icône "Effectuer une acquisition". Suivre les indications des deux messages qui défilent et valider ceux-ci: les points acquis pour x(t) et v(t) apparaissent à l'écran les uns à la place des autres en cliquant sur le bouton x« V, ou en utilisant le menu "Grapher / Coordonnées". On peut afficher temporairement le tableau des mesures par l'icône correspondante ou le menu "Tableau / Montrer".

C. Modélisation "expresse"

Elle peut se réaliser de façon très rapide en restant dans Magnum. Le menu "Grapher / Modèle" permet de choisir entre des modèles pré définis: pour leur mise en œuvre, suivre les indications qui apparaissent au fur et à mesure à l'écran. Les 3 points choisis sont ensuite re positionnables par cliquer glisser.

D. Transfert de l'acquisition vers le logiciel Regressi (avec création de constante d'angle)

Demander le transfert par le menu "Tableau / Exporter" ou par l'icône dédiée (la 8è en partant de la gauche…): renseigner la boîte de dialogue qui s'ouvre, en indiquant un commentaire général (il se retrouvera à la 1 ère ligne du "mémo" de l'onglet "Expressions"), et éventuellement une constante(3) (ici l'angle du banc avec l'horizontale). Valider

Dans Regressi, les trois variables x, v, t sont alors importées, la variable "t" étant transférée en premier: voir dans l'onglet "Variables". Observer sur le graphique les représentations de x(t) et v(t). Dans le cas d'une version plus ancienne de Magwin, rétablir "à la main" les bons choix de coordonnées  dans la fenêtre Graphique.

V Exploitation de l'enregistrement dans Regressi

A. Remarques sur le dispositif d' acquisition

Une première détermination de l'accélération peut alors être déduite du tableau du tableau, l'autre le sera ensuite par modélisation.

Dans la fenêtre 'Graphiques', cliquer-D pour choisir 'Modélisation' dans le menu contextuel, ou cliquer-G sur l'icône correspondante  : un volet supplémentaire s'ouvre alors dans la partie gauche de la fenêtre graphique. Saisir dans la zone "Expression du modèle" le type de fonction choisi sous la forme (ici fonction):

v=a*t+v₀

charger le fichier Regressi   

VI Étude énergétique

Les nouvelles variables (au sens de Regressi, en réalité elles-mêmes fonctions d'autres variables) se créent dans la fenêtre "Grandeurs", dans l'onglet "Expressions", à la suite des commentaires importés de Magwin:

B. Énergie potentielle

Saisir sur une nouvelle ligne du "mémo": 

 Ep= m*g*(h₀-x*sin(a))  

C. Énergie mécanique

Pour créer l'énergie mécanique rentrer alors:          Em= Ep + Ec

Observer dans le tableau des variables les variations éventuelles de l'énergie mécanique (cas de frottements parasites dans le banc) ou sa constance.

Passer dans la Fenêtre "Graphiques" et demander dans la boîte "Coordonnées" ou  l'affichage d'ordonnées supplémentaires pour E_p, E_c, et E_m à gauche, en choisissant éventuellement d'afficher  x ou v sur l'axe de droite. On voit alors très bien l'effet de "vase communiquant" d'énergie entre les formes potentielle et cinétique au cours du mouvement. L'énergie mécanique reste bien constante, sauf pour les petites valeurs d'angles: l'énergie dissipée par les frottements y devient moins négligeable par rapport à l'ordre de grandeur de l'énergie totale. 

VII Relations entre l'angle a d'inclinaison et l'accélération a

A. Principe

Pour pouvoir étudier facilement cette relation il suffit d'ajouter au fichier précédent d'autres pages acquises chacune pour une nouvelle valeur de l'angle a : on obtiendra alors un couple de valeurs (a , a) par page, et on les regroupera dans le "Graphe des paramètres" pour modéliser la relation a =f(a ).

B. Acquisition

C. Transfert dans une nouvelle page

D. Modélisation des pages successives

Il suffit en faisant défiler les pages successives (clic sur flèche de défilement sous la barre de menus, ou menu "Pages/Suivante, ou raccourci F8) de cliquer à chaque fois sur le bouton "Ajuster"  puisque le modèle est toujours le même.

E. Graphique des paramètres de la modélisation

NB: étant donnée la proximité de valeurs entre un angle en radians et son sinus pour des valeurs inférieures à une vingtaine de degrés, il est capital à ce stade de disposer d'acquisitions opérées avec un angle supérieur à 50°: nous avons trouvé dans nos essais que le plus facile avec le banc Magnum est de prendre a = 90°, c'est-à-dire de réaliser une chute libre (avec le même mobile bien sûr que les acquisitions précédentes, pour conserver toujours la même masse)!