LE TEMPS ET SA MESURE

I) Qu’est-ce que le temps ?

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 XVII^e siècle, l’élaboration de dispositif ingénieux et performants a permis d’accéder à des mesures de durée de plus en plus précise.

2) unité de temps

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

Une minute (min) est égale à 60 s.

Un jour (J) est égale à 24 heures (h).

3) la durée

La durée est égale à la différence entre deux instants t₁ et t₂ :

II) Mesure du temps

Quelques dispositifs construits par l’homme pour mesurer le temps…

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.

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. 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.

4. précision d’une mesure

Pour effectuer la mesure d’une durée t₂-t₁ la plus précise possible, il est nécessaire de faire plusieurs mesure. On effectue ensuite la moyenne de ces mesures.

Animation : chronomètre

exemple : clique sur ce lien mystérieux . Calculer la période T d’oscillation (durée d’un aller retour de la boule) du pendule de deux manières :

- en mesurant la durée d’une seule période

- la durée de 10 périodes puis diviser le résultat par dix pour obtenir la valeur de T.

Quelle est la meilleure méthode ?