Chapitre 7 :

 

LE TEMPS ET SA MESURE

 

I.                  MESURE D’UNE DUREE :

 

1.1.          Notion de temps :

 

L’homme a toujours cherché à se repérer dans le temps. Mais la mesure directe n’est pas aussi simple que celle d’une longueur par exemple.

Les phénomènes astronomiques, réguliers et facilement observables, ont donné à l’homme ses premiers repères dans le temps : le jour, le mois, l’année.

Plusieurs siècles plus tard, ils ont appris à évaluer le temps en observant l’ombre d’un gnomon planté dans le sol ou grâce à un réservoir d’eau ou de sable gradué qui se vide régulièrement.

A partir du XVIIe siècle, l’élaboration de dispositif ingénieux et performants a permis d’accéder à des mesures de durée de plus en plus précise.

 

Le temps est une grandeur physique. Son unité légale est la seconde, symbole ‘s’.

 

1.2.          Les phénomènes périodiques :vidéo

 

Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit identique à lui-même à intervalles de temps réguliers.

 

Exemples :

 

La période d’un phénomène périodique est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit identique à lui-même. On la note T et s’exprime en secondes (s). vidéo

La fréquence d’un phénomène périodique correspond au nombre de fois que le phénomène se répète par seconde. On la note f et s’exprime en Hertz (Hz). Elle est égale à l’inverse de la période :

 

f = 1/T vidéo

 

 

Exemples :

 

      f = 1/1,5     Þ f = 0,67Hz

Sa période T= 1/f

T = 1/32768 Þ  T = 3,052.10-5 s 

 

II.              LES PHENOMENES ASTRONOMIQUES PERIODIQUES :

 

2.1.          Jour solaire :

 

Le jour solaire est la durée entre deux levers consécutifs du Soleil en un lieu donné.

 

Par convention : 1 jour = 24 heures = 86400 secondes

 

2.2.          Phases de la Lune :

 

Pour un observateur terrestre, la période de rotation de la Lune autour de la Terre est de 29,5 jours.

 

2.3.          Saisons :

 

La période de rotation de la Terre autour du Soleil est de 365,25 jours. La saison dépend de la position de la Terre par rapport au Soleil. En hiver, à midi l’angle entre les rayons du soleil et le zénith est important (le soleil est ‘’ bas dans le ciel ‘’), il fait froid. Par contre ,en été, cet angle est faible il fait chaud !

 

III.           DISPOSITIFS CONSTRUITS PAR L’HOMME  :

 

3.1.   Le cadran solaire :

 

Lorsqu’il est placé au soleil, l’ombre d’un piquet

parcourt régulièrement les divisions du cadran solaire.

 

Remarque : un simple piquet planté dans le sol (sans graduations) est appelé gnomon.

 

 

 

 

 

 

3.2.   Sablier, clepsydre :

  Dans un sablier, la durée totale d’écoulement du sable est connue.   Elle permet une mesure simple du temps. Une clepsydre est un   récipient percé muni d’une graduation. L’écoulement du liquide  ou du sable permet de mesurer le temps.

 

3.3. Les horloges :

 

Il existe plusieurs types d’horloges construites par l’homme :

·         Les horloges mécaniques qui apparaissent dès la fin du Moyen Age : le temps est mesuré grâce aux oscillations d’un balancier (pendule simple) dont on connaît la période.

·         Les horloges électriques : le temps est mesuré grâce aux oscillations d’un cristal de quartz dont

f = 32768 Hz.

·         Les oscilloscopes : la base de temps d’un oscilloscope est un dispositif qui permet au spot de balayer régulièrement l’écran.

·         Les horloges informatiques : les ordinateurs contiennent un circuit électronique dont la fréquence d’oscillations est connue.