Fiche de révision
Physique

La stroboscopie

Arrêter le mouvement d’un ventilateur avec des éclairs : le stroboscope.

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Fiche de révision de Physique : « La stroboscopie », proposée par ndolomath.com

La stroboscopie

💡 Idée principale : un stroboscope émet des éclairs brefs à une fréquence réglable. Si cette fréquence correspond à celle du mouvement, l’objet paraît immobile ; sinon il paraît tourner lentement.
Étapes résumées
  1. Immobilité apparente : f=kfe (k entier).
  2. Plus grande fréquence d’éclairs donnant l’immobilité : fe=f.
  3. Mouvement apparent lent : fe légèrement différente de f.
  4. Fréquence apparente : fa=|f−fe|.

Immobilité apparente

1

Principe

Entre deux éclairs, l’objet fait un nombre entier de tours : il est vu toujours dans la même position, il semble immobile.

f=kfe(k∈N∗)

La plus grande fréquence d’éclairs qui donne l’immobilité unique est égale à la fréquence du mouvement.

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2. Comprendre l’illusion

Notre œil garde une image environ 1/20 de seconde : c’est la persistance rétinienne. Si un éclair éclaire un ventilateur chaque fois qu’une pale arrive exactement à la même place, l’œil voit toujours la même image : le ventilateur paraît immobile. Si l’éclair arrive un peu en retard ou en avance, on croit voir un lent mouvement.

Mouvements apparents

fe un peu plus petite que f

Mouvement apparent lent dans le sens réel.
/

fe un peu plus grande que f

Mouvement apparent lent en sens inverse.

Exemple guidé

Un disque tourne à 25 tr/s. On l’éclaire à 24 Hz. Que voit-on ?

Solution :
fa=25−24=1 Hz.
Le disque semble tourner lentement à 1 tr/s, dans le sens réel.

Mesurer une fréquence

Exercice type

Énoncé

Un disque porte un seul repère. L’immobilité apparente est obtenue pour fe=50 Hz, 25 Hz et 16,7 Hz, mais pas au-dessus de 50 Hz. Fréquence de rotation du disque ?

Solution

L’immobilité a lieu quand f=kfe.
La plus grande fréquence donnant l’immobilité est fe=f : donc f=50 tr/s, soit 3000 tr/min.
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CasCe que l’on voit
fe=fimmobilité, 1 repère
fe=2fimmobilité, 2 repères
fe un peu < frotation lente dans le sens réel
fe un peu > frotation lente en sens inverse

À toi de jouer

1. f = 50 Hz : plus grande fe donnant l’immobilité ?
2. f = 30 Hz, fe = 31 Hz : mouvement apparent ?
3. fe = 25 Hz, f = 50 Hz : que voit-on ?

Réponses : 50 Hz · 1 Hz en sens inverse · immobilité. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

  • L’immobilité n’apparaît pas pour toutes les fréquences.
  • Un objet à n branches identiques complique le comptage.
  • Le mouvement apparent n’est pas le mouvement réel.

Méthode

Compare f et fe : rapport entier → immobilité ; petite différence → mouvement apparent lent.
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