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equilibre d'un pendule

Posté par
Fred
11-10-09 à 00:36

Bonjour,
Papa d'un jeune lycéen et un peu amnésique de mes jeunes années je voudrais aider mon fils sur un problème; si quelqu'un pouvait m'expliquer le problème suivant ça serait très sympa; par avance merci beaucoup.

Un pendule, constitué d'une bille en acier
suspendue par un fil est placé à proximité d'un
aimant. L'aimant exerce une force F
horizontalement qui maintient le pendule en
équilibre, le fil formant un angle a=30° avec la
verticale.

a) dresser l'inventaire des forces qui s'exercent
sur la bille.

b)En appliquant le principe d'inertie ds le
référentiel terrestre supposé galliléen,
déterminer les valeurs de toutes les forces qui
s'exercant sur la bille.

masse de la bille: m=50g
intensité de la pesanteur: g=10N;kg

Posté par
gbm Webmaster
re : equilibre d'un pendule 11-10-09 à 11:21

Bonjour, il faut toujours suivre le schéma que je vais présenter :

* Le système est la bille de masse m

* Le référentiel est le sol (ou le laboratoire), référentiel terrestre supposé galiléen

* Bilan des forces :

- Le poids \vec{P} de la bille

- La tension \vec{T} exercée par le fil

- La force "magnétique" \vec{F} exercée par l'aimant sur la bille

* On fait toujours un schéma de la situation :

equilibre d\'un pendule

* D'après le principe d'inertie ou première loi de Newton :
"Dans un référentiel terrestre, tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent".

Donc à l'équilibre, \vec{P} + \vec{T} + \vec{F} = \vec{0}

Projetons cette relation sur les axes x et y (j'utilise implicitement le produit scalaire) :

equilibre d\'un pendule

sur y :

- P + T.cos(30°) + 0 = 0 (1)

sur x :

0 - T.sin(30°) + F = 0 (2)

de (1) on peut déduire

\blue{T = \frac{P}{cos(30)}} avec P = m.g = 0,050*10 = 0,5 N

puis avec (2) :

\blue{F = T.sin(30)}

sauf erreur

Posté par
Fred
merci 11-10-09 à 12:03

merci,
je viens de le faire ce matin en cherchant! je n(utilisais pas le même nom pour les forces mais j y étais!!
Un grand merci
Cordialement, Fred

Posté par
gbm Webmaster
re : equilibre d'un pendule 11-10-09 à 12:10

D'accord,

à une prochaine fois



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