MicroFoucault n° 26 : tâtonnements et données techniques. (Part 2)
3 septembre 2024: Il a quelque peu ralenti, mais est encore 20% trop rapide sur la dernière révolution. (troisième jour)
4 septembre: l’expérience est devenue extrêmement stable sur 4 jours et ne m’apportera plus de nouvelles informations.
Il est donc temps de la modifier avec de nouveaux paramètres…
Essai n°12
Les creux sur l’axe Y sont les endroits où le pendule tourne le plus vite. Si j’arrive à les combler, le temps de rotation total sera plus lent et donc le pendule plus précis. D’où proviennent-t-ils, et comment les éliminer?
Un des coupables potentiels serait un excentrage du balancier.
Un autre peut-être une minuscule oscillation du châssis sur l’axe Y. (l’axe X, lui, est fermement maintenu entre les deux murs)
Un autre pourrait être dû aux vibrations harmonique qu’induit l’anneau de Charron. Comment le savoir?
Par exemple: que se passe-t-il si je pose délicatement un plomb de carabine d’un gramme (5.5mm, calibre .22) sur l’axe Y du balancier?
Ce fut donc fait à 7h25.
L’effet de la pose du plomb à 7h25 peut être très bien vu sur les données temporelles:
Mais l’on constate que le balancier a repris sa course normale une heure et demie plus tard, exactement comme si rien ne s’était passé.
5 septembre: l’expérience du plomb de la veille est visible ici:
On peut voir qu’il n’a eu aucune influence sur la vitesse de révolution du pendule, qui a encore tourné en 26 heures au lieu de 33. Un semi-échec donc. Enlèvement du plomb.
Essai n°13
9h37: nouvelle expérience « à chaud »: pose d’un renfort externe de l’axe Y, un gros bloc de marbre posé à l’arrière du pendule. Les graphiques devraient montrer dans 4 heures si les creux sont dûs à des torsions du châssis dans cet axe-là. Espoir.
11h, 12h, 13h, 14h, 15h… échec. Cuisantissime échec. Le pendule est à l’arrêt, et recule même un peu. Je n’y comprend plus rien.
16 heures: Le susceptible a décidé de repartir, et dans le bon sens…
20 heures: tout baigne…
6 septembre: 8 heures: le pendule a fait normalement sa demi-révolution durant la nuit.
Constatation: la pose du renfort externe n’influence pas la vitesse de révolution du pendule. Caramba, encore raté.
Autre constatation: le pendule tourne toujours à la bonne vitesse SAUF QUAND IL SE TROUVE DANS L’AXE Y: il y tourne alors de 40° en une heure, ce qui est quatre fois trop.
Si j’arrive à éliminer ce trou de l’axe Y, j’aurai un pendule de Foucault très précis.
Essai n°14
8 heures 30: Pose de deux petites fioles de mercure sur le mandrin du balancier dans l’espoir que le mercure amortira les oscillations harmoniques parasites. On peut rêver…
8h40… Echec total après seulement dix minutes!
9h18: Pose de l’une des fioles de mercure un peu plus bas, directement sur le balancier.
16h30: Echec. Le pendule ne tourne pas du tout. Enlèvement de la fiole de mercure.
19 heures: Le pendule tourne. Rotation du fil de suspension de 15′ dans le sens horaire.
7 septembre 2021: le creux à lui aussi bougé de 15′ dans le sens horaire. Le problème était simplement là: c’est le fil qui en était la cause.
Essai n°15
7 septembre 2021: Fabrication d’un système de centrage de l’électro-aimant, d’une mire graduée en degrés, d’une mire-témoin de révolution calibrée pour ma latitude et graduée en heures. Montage de l’ensemble, centrages de l’anneau de Charron et de l’électro-aimant. Joli.
Lancé à 18 heures, tourne parfaitement. Je suis très content de ma toute nouvelle mire-témoin de rotation:
8 septembre: A fait sa demi-révolution en 14 heures, encore 20% trop vite. La courbe temporelle est très propre et complètement différente de celle de la semaine passée. La vitesse de révolution est deux fois trop rapide entre -10° et +90 ° là où la courbe se trouve au plus bas et l’amplitude au plus haut. Il faut donc que je lisse toute la partie de la courbe qui se trouve en-dessous de 0.381129 secondes. Comprendre et régler ce problème sera donc le programme des semaines à venir.
L’on voit ici que l’on pourrait peut-être se satisfaire de la précision de ce pendule si l’on prend la durée d’une révolution complète, mais pas si on la regarde heure après heure. Car les endroits où le pendule avance sont équilibrés par ceux où il retarde, la moyenne des deux nous donnant l’illusion que tout va pas si mal.
Je distingue trois degrés de qualité d’un pendule de Foucault:
1er degré: il tourne dans le bon sens, mais pas plus. Les vitesses de révolutions sont exotiques, mais on peut néanmoins le traiter de pendule de Foucault tant que Coriolis le dirige.
2ème degré: il tourne dans le bon sens, et chaque période de révolution totale est à l’intérieur d’une fourchette de 10% (plus lente ou plus rapide) que ce qu’elle devrait. C’est un bon pendule de Foucault.
3ème degré: il tourne dans le bon sens, et chaque heure est à l’intérieur de 10% (plus lente ou plus rapide) que ce qu’elle devrait. C’est un excellent pendule de Foucault.
8 septembre: Fabrication de deux amortisseurs, un à trois gouttes de 100 microlitres de mercure placées en étoile et d’un autre à trois gouttes de 50 microlitres. Il sont destinés à amortir les oscillations harmoniques induites par l’anneau de Charron.
Minuit: pose de l’amortisseur de 50 microlitres sur le balancier.
9 septembre, 8h30: Aucune différence notable, que ce soit avec ou sans amortisseur. Pose du deuxième amortisseur à mercure (100 microlitres) au-dessus de l’autre.
10h50: Echec total, plus de rotation du pendule du tout. Retour à la case départ, et enlèvement de l’amortisseur du dessus (100 microlitres) pour ne plus laisser que le premier.
10 septembre: Exactement comme hier. Aucune différence notable, que ce soit avec ou sans amortisseur.
7h50: Enlèvement de l’amortisseur à mercure de 50 microlitres. Pose d’un anneau de Charron à courants de Foucault en cuivre de 16 mm. Echec: amplitude trop faible.
8h30: Pose d’un anneau de Charron à courants de Foucault en cuivre de 26 mm. Un échec de plus. Une belle amplitude, mais … plus de révolution.
15 heures: Pose d’un anneau de Charron à courants de Foucault en aluminium de 40 mm.
20 heures: Un lamentable échec de plus.
21 heures: Enlèvement de l’anneau de Charron inférieur, qui était de toute façon inutile.
11 septembre: 6h45, rotation de la suspension de 45° CCW (sens antihoraire) pour déplacer la zone d’erreur à 00 degrés sud.
16 heures: Mais c’est qu’il va très bien ce petit!!! Il a soudain décidé de nous faire une magnifique courbe deux fois plus plate avec une vitesse de révolution beaucoup plus constante. Je n’y comprend que dalle, mais ça marche: je-ne-tou-che-plus-rien!
Cette page est de nouveau trop longue: la suite est ici
