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Oscillateurs mécanique

Posté par
Sabine29
25-02-24 à 09:57

Bonjour s'il vous j'ai vraiment besoin de votre aide pour cet exercice ci dessous
Un ordinateur mini d'une interface et d'un capteur à enregistrer les variations de l'énergie cinétique, potentielle, élastique et mécanique du système {(c), ressort, terre } au cours du temps t, le graphe obtenu 1sur l'écran de l'ordinateur est donné par la figure 2.
a)indiquer, en le justifiant, le type d énergie que représente chaque courbe
b) les énergies représentées par les courbes (2) et (3) sont périodiques de période T.
b1) indiquer, à partir de la figure, la valeur de T
b2) déduire la relation entre T et To. Avec To=0.628s
c) en utilisant le graphe trouver Vo et Xm.
Pour ma part j ai trouvé T=0,314s et la relation To=2T
Aidez moi pour la question a) et c)

Oscillateurs mécanique

Posté par
vanoise
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 11:48

Bonjour
Ce que tu as écris est correct. J'espère que tu es capable de le justifier, en particulier la relation T=To/2.

Sinon, pour a), il faut quelques renseignements sur la situation correspondant à t=0. Si rien n'est dit à ce sujet dans l'énoncé, la figure 1 que tu n'as pas scannée permet sans doute de trancher...

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 14:16

Oui le début de l exercice même énonce ces informations :
On on dispose d'un petit chariot de masse m = 200 g fixé à l'une des extrémités d'un ressort horizontal à spires non jointives de masse négligeable et de raideur k = 200 N/m l'autre extrémité du ressort est accroché à un support fixe A à figure 1. on néglige tous types de frottement et on étudie le mouvement de ses relativement à un repère galiléen (oi) horizontale d'origine O coïncidant avec la position d'équilibre du centre d'inertie du solide. on écarte le chariot c'est de sa position (C) d'équilibre d'une distance Xm peut en le live sans vitesse lorsque le chariot passe pour la première fois par sa position d'abscisse Xo (Xo=0)avec une vitesse initiale Vo, on déclenche le chronomètre c'est l'instant t= 0 s pour commencer l'étude du mouvement.
Pour la relation on sait que graphiquement T=0,314s or To=0,628s ce  To/T=2 ce qui entraîne que To=2T.

Posté par
vanoise
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 14:54

Une des phrases semble mal recopiée mais il semble bien que l'instant de date t=0 corresponde à x=0 et à une vitesse non nulle. Qu'elle est l'expression théorique de l'énergie potentielle Ep et qu'elle est l'expression théorique de l'énergie cinétique Ec ? Facile alors d'identifier les courbes 1 et 2. Quant à la courbe 3, si tu as bien étudié ton cours...

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:02

OK d'accord
La courbe 1 représente l énergie mécanique car elle est constante
La courbe 2 représente l énergie cinétique car à l instant t=0s elle a une vitesse non nulle de même que son Ec
La courbe 3 représente l'énergie potentielle comme ep=1/2mx^2 or à t=0  x=0 donc l énergie potentielle également est nulle. J'espère que je ne me trompe pas

Posté par
vanoise
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:24

L'identification des courbes est correcte mais attention :
Ec = ½m.v2
Ep = ½k.x2

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:24

Rectification Ep=1/2kx^2

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:26

Rectification Ep=1/2kx^2
Merci j ai corrigé l'erreur

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:27

Et comment vais je procéder pour trouver Xm ?

Posté par
vanoise
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:32

Tu connais la valeur de Em l'énergie mécanique. Il suffit de raisonner sur une date telle que la vitesse , donc aussi l'énergie cinétique, sont nulles.

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 18:43

Comme l'énergie mécanique est constante on a l'expression Em=1/2kXm^2 donc j ai tiré Xm on connaît également sa valeur Eo=0.1.
S il vous plaît je ai une autre question on demande :
Déduire l expression de Vo en fonction de wo et Xm puis déduire la valeur de phi
Pour ma part:
X(t) =Xmsin(wot+Phi)
A t=0s Vo=woXmcosphi
Xo=Xmsinphi=0 ce qui entraîne que sinphi=0, tanphi=0 donc Phi=0
Merci!

Posté par
vanoise
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 21:18

Tu te compliques la vie !
Quand la vitesse est maximale, Ec est maximale et Ep=0... Donc ?

Posté par
Sabine29
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 22:50

Donc Em=Ec.si vous parlez de Vo et Xm  j ai déjà résolu cette question. Je  voudrais que vous vérifiez min raisonnement sur la question du phi. Merci

Posté par
vanoise
re : Oscillateurs mécanique 25-02-24 à 23:39

On peut poser :

x_{(t)}=X_{m}.\sin\left(\omega.t+\varphi\right)

v_{(t)}=\omega.X_{m}.\cos\left(\omega.t+\varphi\right)

Cas particulier de l'instant initial :

0=\sin\left(\varphi\right) mais attention : la valeur \varphi=0 n'est pas la seule (modulo 2 bien sûr) à convenir ;

V_{o}=\omega.X_{m}.\cos\left(\varphi\right)

A ce que je comprends de l'énoncé, le mobile est abandonné en x=Xm>0 et l'instant initial correspond ensuite au premier passage en x=0. Cela renseigne sur le signe de Vo et donc sur le signe de cos()...



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