La vitesse angulaire et le Stroboscope

s Pour commencer, je prendrai les précautions d'usage, en déconseillant cette animation pour les personnes épileptiques.

s Mmm ?

L'animation

s Dans cette animation, nous allons essayer de trouver la vitesse angulaire d'un engrenage qui tourne très vite. Pour être précis, la vitesse de l'engrenage étant de plusieurs tours à la seconde, il est impossible d'utiliser un chronomètre pour en connaître sa vitesse.

s On fait quoi alors ? Je peux rentrer chez moi ?

s La solution est devant tes yeux : Le stroboscope !

Le stroboscope

s Le stroboscope est une lampe qui peut émettre des flashs à une certaine fréquence. Lorsqu'il n'est pas en fonctionnement la lampe éclaire normalement la scène. Pour allumer le stroboscope il faut cliquer sur le bouton Stroboscope On. La fréquence du stroboscope est indiquée sur l'afficheur ; l'unité est le hertz. Par défaut le stroboscope est réglé sur un hertz, c'est-à-dire un flash par seconde. 2 Hz correspond à deux flashs par seconde, 3 Hz à trois flashs par seconde, etc.

s Les hertz ? Il y a un rapport avec les stations de radio ?

s Effectivement, c'est la même unité que celle utilisée pour régler une station de radio. En cliquant sur les boutons + et - on peut modifier la fréquence du Stroboscope de 1 Hz à 10 Hz.

Le comportement de l'engrenage

s L'engrenage présente une tâche rouge qui sert de point de repère. Pour connaître la vitesse de l'engrenage, il faut régler la vitesse du Stroboscope de telle façon que la tâche rouge apparaisse toujours sous le même angle à chaque flash. Un hertz correspond ainsi à un tour par secondes.

s Bouh ! La vitesse de l'engrenage change tout le temps et je n'y arrive pas !

s Avant de mettre le Stroboscope en fonctionnement pour effectuer la mesure, laisse le temps à l'engrenage pour atteindre sa vitesse maximale, cela peut prendre plus d'une minute. Après la mesure, si tu arrêtes le Stroboscope, l'engrenage va ralentir progressivement, pour tourner dans l'autre sens jusqu'à une nouvelle vitesse à découvrir.

Astuces à connaître

s La première astuce à connaître, est qu'il faut commencer les mesures à 10 Hz, puis diminuer progressivement jusqu'à 1 Hz. Car si l'engrenage tourne par exemple à 10 tours par secondes, la tâche apparaîtra fixe à 10 Hz, 5 Hz, 2 Hz, et 1 Hz. Ce même phénomène pourra s'observer à toutes les autres valeurs.

s La deuxième astuce, est que l'animation comporte un deuxième stroboscope involontaire : c'est la fréquence de l'affichage. Sur cette animation il peut être de 20 Hz. Cela explique pourquoi l'engrenage, même sans Stroboscope présente un affichage parfois symétrique.