Feuille d'entraînement : Référentiels non galiléens

Corrigés

1. Exercice 1Banque PT Physique A PT 2021, Q10

   Le pendule pesant célèbre permettant de mettre en évidence la rotation de la Terre est le pendule de Foucault, conçu et installé par Léon Foucault au Panthéon de Paris en 1851.

   \boxed{\text{Le pendule de Foucault}}

   Dans le référentiel terrestre lié au laboratoire, qui n'est pas strictement galiléen du fait de la rotation propre de la Terre autour de l'axe des pôles (à la vitesse angulaire \vec{\Omega}_{\text{T}}), la masse du pendule est soumise à la force d'inertie de Coriolis :

   \vec{F}_{\text{ie}} = -2 m_p \, \vec{\Omega}_{\text{T}} \wedge \vec{v}_{\text{r}}

   où \vec{v}_{\text{r}} est la vitesse de la masse dans le référentiel du laboratoire.

   Cette force dévie constamment la trajectoire de l'oscillation vers la droite dans l'hémisphère Nord, ce qui provoque une précession (rotation continue) du plan d'oscillation par rapport au sol. À une latitude \lambda, la vitesse angulaire de rotation du plan d'oscillation vaut :

   \Omega_{\text{préc}} = \Omega_{\text{T}} \sin\lambda

   ce qui correspond à une période de rotation complète du plan d'oscillation égale à :

   T_{\text{préc}} = \frac{24\text{ h}}{\sin\lambda}

   Résultat

   $$\text{Le pendule de Foucault}$$

   Indice, stratégie et pièges de cette question