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Comprendre le fonctionnement des clepsydres

Publié le 08/09/2012

Présentation de l’activité

Cette activité utilise TI-Nspire associée à un capteur de force pour : 1. Créer une horloge à eau et réaliser son étalonnage comme le faisaient les anciens pour mesurer le temps ; 2. Utiliser les lois de l’écoulement fluide pour retrouver la forme des Clepsydres grecques.

Objectives

 

Découvrir les lois du mouvement de l’écoulement de l’eau, libérée à l’air libre à la base d’un réservoir, et source d’énergie hydraulique, grâce à la pesanteur terrestre. Expliquer le fonctionnement des clepsydres : horloges à eau antiques constituées d’un réservoir émetteur et d’un réservoir récepteur, qui limitaient autrefois la durée des interventions dans des tribunaux en Grèce. Déterminer le profil idéal à donner à la clepsydre pour constituer une horloge à eau fiable.

About the Lesson

Cette activité nécessite une bonne maitrise de la technologie TI-Nspire et de ses applications.
Il s’agit de retrouver le fonctionnement des clepsydres en mesurant expérimentalement à l’aide d’un capteur de force le poids d’un volume d’eau qui s’écoule en fonction du temps. Un étalonnage de la hauteur d’eau écoulée en fonction du temps permet de graduer par la suite une horloge à eau utilisée par les grecs pour mesurer un temps. Les lois simples de la mécanique des fluides permettent de retrouver la forme à donner aux clepsydres afin d’obtenir un écoulement fluide (sans frottements).
La calculatrice est connectée au capteur de forces par l’intermédiaire d’un adaptateur EasyLink. Les mesures sont stockées dans le tableur de la calculatrice.
Le fichier à télécharger E1n_Clepsydre.zip contient les fichiers E1nProf_Clepsydre.pdf, E1nElev_Clepsydre.pdf, E1nProf_Clepsydre.tns, E1nElev_Clepsydre.tns et E1n_Clepsydre_tuyau.tns.