Bonjour voici, un exercice sur deux types de pendule, la première partie est assez commune, la deuxième moins. Ce sujet est tiré d'un énoncé de concours que l'on peut passer après le bac.
Un pendule simple est constitué d'une boule S ponctuelle, de masse m=0,20 kg accroché à un fil sans masse et de longueur l=1m. On donne g=9,8 m.s-2
On choisit comme origine des énergies potentielles le plan horiz. contenant le centre de la boule S lorsqu'elle est en équilibre, le fil étant vertical.
1) On écarte le fil de la position d'équilibre d'un angle a= 60° et on lâche le pendule sans vitesse initiale.
a) calculer l'énergie mécanique du pendule à cet instant.
soit Em(t=0s)= Ec+Epp= 0+0,20*9,8*1*(1-cos60)= 0,98 j
b) Quelle est la vitesse du pendule à sa position d'équilibre?
En l'absence de frottement, il y a conservation d'énergie mécanique d'où:
Em(t=0s)= Em(S)
mgh= 0,5*m*v^2
v=racine(2gh)=racine (2gl*(1-cosa))
AN v= racine (2*9,8*(1-cos60))= 3,1 m.s-1
je suis bloqué à partie de là: On place au point I, tel que OI= l/2= 50 cm, une petite butée. On cherche à savoir jusqu'a quel point M la boule pourra remonter.
a) Exprimer en fonction de m,g , l et a ( angle d'inclinaison du fil) Epp du pendule lorsque la boule est en M. En déduire l'expression de Em du pendule à cet instante
b) Les frottement étant négligés calculer la valeur de l'angle. Comparer les altitudes des points A et M ( on pourra faire une construction graphique). Interpréter le résulat
J'aimerais rajouter des figures, comment faut-il faire?
Merci d'avance.
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