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mouvement d'un pendule simple

Posté par
iametudiante
08-12-13 à 23:50

bonjours,

mouvement d'un pendule simple

soit un point matériel M2 de masse m suspendu à un point fixe O par un fil de longueur l inextensible et de masse négligable. Le point M2, au repos, est heurté de front par une particule M1 de masse m animée d'une vitesse vecteur v1. Le choc entre M1 et M2 est élastique.
Décrire les mouvement de M1 et M2 après le choc.


Merci

mouvement d\'un pendule simple

Posté par
J-P
re : mouvement d'un pendule simple 09-12-13 à 15:37

Soit vecteur v'1, le vecteur vitesse de M1 juste après le choc.
Soit vecteur v'2, le vecteur vitesse de M2 juste après le choc.

Conservation de la quantité de mouvement : m.vecteur(v1) = m.vecteur(v'1) + m.vecteur(v'1)
Comme la droite suportant le vecteur v'1 est la même que celle reliant les centre de M1 et M2 et que M1 et M2 sont supposés ponctuels, les 3 vecteurs (V1 , v'1 et v'2) sont colinéaires.
On a donc m.v1 = m.v'1 + m.v'2
v1 = v'1 + v'2  (1)

Le choc est élastique et donc l'énergie cinétique de l'ensemnle de M1 et M2 est conservée pour le choc --->
1/2 m.V1² = 1/2 m.v'1² + 1/2 m.v'2²
V1² = v'1² + v'2² (2)

On a donc le systèmes de 2 équations à 2 inconnues (v'1 et v'2) :  

v1 = v'1 + v'2
V1² = v'1² + v'2²

Système qui donne : V'2 = V1 et V'1 = 0

Donc, juste après le choc de M1 sur M2, M1 se retrouve à l'arret et la masse M2 part vers la droite aevc une vitesse v'2 = V1 (vitesse de M1 juste avant le choc)
-----
Ensuite la masse M2 va parcourir une partie d'arc de cerle de centre O et de rayon L et ceci jusque une altitude h telle que 1/2.m.V1² = m.g.h (et donc h = V1²/(2g))

Ensuite la masse M2 va parcourir la même portion de cercle mais dans l'autre sens... jusqu'à revenir cogner dans la masse M1 qui était alors immobile.

Après ce second choc, la masse M2 va rester immobile à la position qu'elle avait tout au début (comme sur le dessin) et la masse M1 sera animée d'un mouvement recstligne uniforme vers la gauche du dessin.

Sa vitesse sera V1 mais de sens contraire à celle du tout début.
-----
Sauf distraction.  



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