Mission nationale de sauvegarde du patrimoine scientifique et technique contemporain

Description

Cet instrument est un pendule réversible dit de "Kater". Il s’agit d'un pendule simple, formé d'une tige en fer avec deux extrémités symétriques. Il possède deux couteaux métalliques analogues à des couteaux de balance , de largeur 14 cm, autour desquels on peut le faire osciller.Deux cylindres en laiton, de diamètre 8 cm, peuvent se déplacer sur la tige. Leur déplacement provoque la variation de la période du pendule.

Utilisation

Ce pendule réversible fait partie des collections d'instruments de l'Université de Rennes. Fabriqué sur place par des enseignants de physique, Il a été utilisé par les étudiants en travaux pratiques de mécanique de la faculté des sciences.
Le pendule de Kater est un pendule réversible dont l'idée première revient à l'astronome, mathématicien et physicien wurtembergeois Johann Gottlieb Friedrich von Bohnenberger et que le physicien et officier britannique Henry Kater proposa d'utiliser comme gravimètre en 1817. Il donne la valeur de g (l’accélération de la pesanteur sur la Terre) avec une précision de l’ordre de 10−5 m/s2 . Le mode opératoire est le suivant. Le pendue est constitué d'un balancier rigide muni de deux pivots, symétriques par rapport au milieu de la barre. On peut faire osciller le balancier autour de l'un ou l'autre pivot. Deux contrepoids cylindrique en laiton mobiles le long du balancier permettent de modifier la position du centre de gravité et donc la période d'oscillation T. Pratiquement, on fait d'abord osciller le balancier autour d’un pivot et on note la période d’oscillation ; puis on retourne le balancier pour le faire osciller autour de l'autre pivot, et on joue sur la position d'un cylindre pour retrouver la première valeur de la période : alors la période T est égale à la période du pendule harmonique simple de longueur L égale à la distance entre les pivots. La formule donnant la période du pendule harmonique simple permet alors d'en déduire l’accélération de la pesanteur avec une bonne précision. On peut calculer g en appliquant la formule suivante: g = 4 π² L / T. On doit trouver une valeur voisine de 9,81 m/s2 .