Erreurs fréquentes
Voici les principales erreurs rencontrées lors des séances de Travaux Pratiques de Physique.
Le compte-rendu est illisible !
Un compte rendu de TP est un rapport de laboratoire clair et détaillé qui décrit la réalisation d'une expérience du début à la fin. Un compte rendu doit pouvoir être lu et compris par n'importe quelle personne cherchant à réaliser l'expérience en question. C'est pourquoi, un compte rendu illisible est inutilisable
Voici quelques conseils concernant la rédaction d'un compte rendu.
- DÉCRIRE L'EXPÉRIENCE : donner un titre, l'objectif, faire un schéma de l'expérience, expliquer ce qui est mesuré et comment.
- DONNER LA LISTE DU MATÉRIEL : indiquer les réglages utilisées pour l'expérience et justifier les si possible. Ne pas hésiter à noter les astuces qui permettent d'améliorer la précision.
- IMPRIMER VOS DONNEES. Collecter les mesures brutes dans un tableau Regressi™. Ne pas oublier d'estimer les incertitudes de mesures. On rappelle que dans Regressi™, on entre des incertitudes-types. Compléter le tableau puis imprimer le pour le coller dans votre cahier de laboratoire.
- TRAITER VOS MESURES. Ici il s'agit d'expliciter les hypothèses, les calculs et donner les résultats
- Si un traitement graphique est effectué (ajustement d'un modèle à un nuage de points), penser à annoter les axes, mettre les unités (à la main ou automatiquement avec Regressi™). Si les données présentent des barres d'erreur on les affichera avec un niveau de confiance de 95% (menu options > graphique > taille des ellipses : choisir 2u).
- Donner les résultats sous la forme : \[ \text{grandeur} = (x \pm \Delta x) \times 10^n \quad \text{unité} \] L'incertitude doit comporter un chiffre significatif, la valeur mesurée doit être accordée avec l'incertitude : son dernier chiffre significatif est du même rang que le chiffre de l'incertitude. Dans tous les TP, on travaillera avec des incertitudes élargies à 95%, sauf quand il s'agit de les rentrer dans le logiciel Regressi™.
Faire une régression linéaire consiste à ajuster un nuage de points à l'aide d'un modèle du type \[ y(x)=a_1f_1(x)+a_2f_2(x)+\ldots \] où $a_1$, $a_2$, etc. sont les paramètres d'ajustement. Le logiciel Regressi™ les détermine par la méthode des moindres carrés (least squares fitting en anglais). Cela consiste à rechercher la valeur des paramètres qui minimise la somme des écarts quadratiques entre les mesures $y_i$ et les valeurs attendues $y(x_i)$. Si les incertitudes sont fournies, on pondère les écarts de façon à ce que les points les plus précis aient plus d'importance dans la somme à minimiser. On définit alors \[ \chi^2(a_i)=\sum_i \frac{(y_i-y(x_i))^2}{{\Delta y_i}^2} \] Cette somme dépend des paramètres $a_i$. Le logiciel calcule les valeurs des paramètres qui rend $\chi^2$ minimum. Une fois ces paramètres calculés, on peut tracer la courbe modèle et vérifier si elle passe par les barres d'erreur.
- COMMENTER LES RÉSULTATS. Les résultats sont ils conformes aux prévisions ? Si des résultats semblent incohérents, il faut le préciser et fournir des explications (ou émettre des hypothèses à explorer).
Erreurs fréquentes classées par TP
TP Sources électriques
TP Thermodynamique
- Loi de Mariotte. Obturez fermement l'extrémité de la seringue et ne tardez pas trop à faire les mesures, car les éventuelles fuites parasitent l'expérience.
- Loi de Charles. Chauffer le contenu de la seringue avec le sèche-cheveu puis fermer les deux extrémités fermement. Il est important de minimiser les éventuelles fuites.
TP Électrostatique
TP Focométrie
- On rappelle que les grandeurs $\overline{OA}$,$\overline{AB}$, ... sont algébriques : les conventions indiques que les grandeurs sont positives de bas en haut et de gauche à droite. Sinon, elles sont négatives !
Dans tout ce TP, on évalue les incertitudes avec la formule $\sigma = \dfrac{\text{plage de netteté}}{\sqrt{12}}$ : ce sont des incertitudes-types qu'il faut élargir avant de donner le résultat.
On utilise une fois la formule d'incertitude de type B $\sigma = \dfrac{\text{une graduation}}{\sqrt{12}}$ lorsqu'il s'agit d'évaluer l'incertitude sur $\overline{OA}$ dans l'utilisation de la formule de conjugaison. - Dans ce TP, le but est de comparer les différentes méthodes pour obtenir la focale d'une lentille (leur précision) : on doit donc obtenir environ la même focale à chaque fois : que ce soit pour le travail sur la lentille convergente, ou pour la lentille divergente.
TP Calorimétrie
- Pour des mesures précises de température, il faut choisir le calibre qui donne la température au 1/10ème°C.
- Dans l'état initial, le calorimètre et l'eau sont à la même température ($T_\text{i}$). Il faut donc attendre que l'eau et le calorimètre s'équilibrent (thermiquement) pour relever la température.
TP Pendules
- Lorsque l'on veut comparer deux mesures de la même grandeur dont on ne connaît pas de valeur tabulée, on calcule un écart relatif entre ces deux mesures : cela permet de quantifier judicieusement l'écart et de commenter celui-ci de façon appropriée.
- Pour la modélisation avec la formule de Borda, vous devez rentrer dans la fenêtre de modélisation la formule $T = a\left(1+\dfrac{\theta_0^2}{16}\right)$. Regressi vous donnera alors la valeur de $a$, qui correspond à la période propre du pendule.