Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Pendule

Posté par
Jay
28-03-10 à 01:08

Image:

Pendule



Voici la consigne: Un pendule simple est consituté d'un fil inextensible de longueur l=60cm de masse négligeable au bout duqeul est accroché une masse ponctuelle m= 100g. Le fil peu tourner sans frottements autour d'un axe horizontal. Saposition est repérée par l'angle Têta 0 qu'il fait avec la verticale. La masse est écartée d'un angle de 30° pus lâchée sans vitesse initale.

1° Quelles sont les forces qui s'exerçent sur la masse m ? Les représenter sur un schéma.

Je dirai, que la masse m est soumis à son poids P . Qu'elle est également soumis à la tension du fil sur la masse T.

2° Pour une position quelquonque repérée par Teta donner:

a) L'expression de l'énergie cinétique de la masse.

Je dirai que Ec = 1/2 m V²

b) L'expression de l'énergie potentielle

Epp = mg x zG avec G centre de gravité de la balle.

c) L'expression de l'énergie mécanique

Em= Ec +Epp

Je ne suis pas sûr de ces trois réponses, car ça serait trop facile de répodre que ça.

3° Que peut-on dire du travail de la force exercée par la fil sur la masse? Justifier.

Il est moteur? Pas sûr du tout.

4° Que peut-on dire de l'énergie mécanique au cours du mouvement? Justifier.

Qu'elle est conservée? Mais pourquoi ?

5° Déterminez la vitesse de la masse lorsque le fil est vertical

Ne sais pas

6° Quel est l'angle Têta m de remontée de la masse ?

Ne sais pas.

Merci vraiment

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
Jay
re : Pendule 28-03-10 à 01:08

J'ai oublié de dire Bonjour à tout le monde. Désolé.

Posté par
Junior
re : Pendule 28-03-10 à 10:24

Bonjour,

Je vois que tu n'as pas tres bien compris le cas d'un pendule simple, donc j'ai essayé d'expliquer au maximum avec des schemas pour aider

Pendule

Figure 1: pour les questions 1---> 5 et en particulier 5
Figure 2: pour la question 6

1) Le poids P et la tension T du fil
   Oui

2)

Citation :
Pour une position quelquonque repérée par Teta donner:

a) L'expression de l'énergie cinétique de la masse.
b) L'expression de l'énergie potentielle
c) L'expression de l'énergie mécanique


Si c'est sous-entendu que:
Après un ecartement d'un angle avec la vertical, quel est en ce point A l'expression de l'energie cinétique, potentiel et mécanique;
alors voici la reponse:

a)EcA=1/2*m*VA^2= 0 J car vA=0 m/s (la bille est lachée sans vitesse initiale)

b)Il faut choisir un point de référence
Je nomme B ce point, donc zB=0 m
EpA=+ m*g*zA
zA=BC=OB-BC

Or cos=OC/OA car OAC triangle rectangle en C
donc OC=cos*OA=cos*OB (car OA=OB=rayon d'un meme cercle)

Par conséquence:
EpA=m*g*(OB-cos*OB) avec OB=0.6 m


c)EmA=EcA+EpA=EpA=m*g*(OB-cos*OB) car EcA=0J

3) Soit T la force exercee par le fil sur la masse
Etudions un peu ses caracteristiques:
T a la direction du fil, et de sens: de l'objet vers le fil
Puisque T est colinéaire avec le fil, donc il est colinéaire avec le rayon du cercle á chaque instant...
Nous savons que le vecteur vitesse G est tangent a chaque instant au rayon du cercle, donc vitesse G est tangent a chaque instant a T, T est donc perpendiculaire á vitesse G a chaque instant, par suite l'angle que fait T avec vitesse G est 90o
Il s'en suit que: W AB(T)=T*AB*cos90=0 J et donc son travail est nul !

4)L'energie mécanique est conservé au cours du mouvement car la seule force qui travaille est le poids ...
(Toujours dans un exercice donnée, si le poids est la seule force qui travaille, l'energie mecanique est conservée)

Voici une simple explication:
Em=Ec + Ep
Em=Ec + Ep
or Ec=W(F ext.)=W(P)+W(T)=W(P) car W(T)= 0 J; et Ep= - W(P)
Il s'en suit que:Em=W(P)-W(P)=0J
Or Em=Em final-Em initial
Ce qui fait que Em final-Em initial=0 J
par suite, Em final=Em initial et l'energie mecanique est la même, donc conservée.

5)
Citation :
Déterminez la vitesse de la masse lorsque le fil est vertical


Il faut donc savoir la vitesse en B

EcB-EcA=W(P)+W(T)
EcB=W(P) car EcA=0 et W(T)=0
1/2*m*VB^2= + m*g*h car le mouvement est descendant
VB^2=2*g*h
VB=(2*g*h)

h=BC= OB-cos*OB (d'apres 2 )
h=0.6-cos30*0.6=0.08 m
VB=1.25 m/s

6)
Citation :
Quel est l'angle Têta m de remontée de la masse ?

30o sure et certain, et meme sans calcul

Mais si ton prof n'admet pas de resultat sans calcul, je vais te l'ecrire quand-même:

FIGURE 2:
Ec=W(P)+W(T)
EcD-EcB= W(P)+W(T)
-EcB=W(P) car VD=0 m/s et W(T)=0 J
-1/2*m*VB^2=-m*g*h car le mouvement est ascendant
VB^2=2*g*h
h=VB^2/2*g=1.25^2/2*9.81=0.0796=0.08 m = BC
donc D et A sont a la meme hauteur par rapport á O

Calculons 1
cos( COD )=cos1=OC/OD=(OB-BC)/OD=0.52/0.60
1=cos^-1 (0.52/0,60)=29.92o30o

Sauf erreur

Posté par
Jay
re : Pendule 28-03-10 à 12:13

Ouah merci énormément Junior. Grâce à toi, j'ai tout compris! C'est très bien expliqué. Merci encore

Posté par
Junior
re : Pendule 28-03-10 à 13:33



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !