Adloun

On étire un ressort et on relève l'allongement et la force

Exercice supplémentaire · niveau 3 (difficile) · physique (première), chapitre 1 — Mesure et incertitudes · La statistique derrière la mesure

Énoncé

On étire un ressort et on relève l'allongement et la force :

(cm)
(N)

La régression linéaire (moindres carrés) donne avec Nm, N et une incertitude sur la pente Nm.

Corrigé

1. Nm, soit environ Nm à près. (Attention aux unités : les sont en cm, la pente demandée est en Nm — il faut convertir avant de régresser.)<br> 2. est la force pour un allongement nul : la loi de Hooke impose . Le trouver quasi nul est un contrôle de validité du modèle, ce qu'on perdrait en imposant dès le départ. On laisse donc l'ordonnée à l'origine libre, puis on vérifie qu'elle est compatible avec zéro.<br> 3. Un seul point donne mais ne dit rien : ni sur la linéarité (le ressort pourrait ne pas obéir à Hooke), ni sur l'incertitude. Cinq points permettent de voir l'alignement, de détecter un point aberrant, et de chiffrer à partir de la dispersion des résidus.

Contrôle : les écarts des points à la droite valent au plus N, soit environ des forces mesurées — dispersion compatible avec la lecture d'un dynamomètre.

Piège : calculer en prenant le dernier point () et appeler cela « la mesure ». C'est jeter quatre points sur cinq — et toute information sur l'incertitude.

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