Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths sup
Partager :

Accélération pendule simple

Posté par
iFeaRz72
07-03-18 à 21:16

Bonsoir,

Il y a une question dont je connais la réponse, c'est la (b) (car on peut y répondre sans calcul) mais j'aimerai savoir comment on pourrait trouver ce résultat avec des calculs :

g\sqrt{(3.sin^2\alpha + 1)}

L'exo en question :

Une bille de masse m est suspendue à un  fil, supposé non  flexible. Celle-ci est lâchée sans vitesse initiale, le  fil étant alors horizontal. Quelle est, sans calcul, l'accélération de cette masse m en fonction de l'angle \alpha que fait le  fil par rapport à sa position initiale (on néglige les frottements) ?

(a) gsin\alpha

(b) g\sqrt{(3.sin^2\alpha + 1)}

(c) g\sqrt{(3.cos^2\alpha + 1)}

(d) 2gcos\alpha

Accélération pendule simple

Posté par
iFeaRz72
re : Accélération pendule simple 07-03-18 à 21:33

Merci d'avance

Posté par
Priam
re : Accélération pendule simple 07-03-18 à 22:56

Considère que la bille est soumise à son poids, égal à mg, qui peut être décomposé en un force normale créant la tension du fil et une force tangentielle causant l'accélération de la bille et égale à  mg cos .

Posté par
iFeaRz72
re : Accélération pendule simple 08-03-18 à 03:39

Désolé mais je ne vois toujours pas comment on peut trouver a = g\sqrt{(3.sin^2\alpha + 1)}

Posté par
J-P
re : Accélération pendule simple 08-03-18 à 09:41

Salut,

En theta = 0 ... il est évident que l'accélération est g.

En theta = 0,

La réponse (a) --> a = 0 (pas bon)
La réponse (b) --> a = g (peut être bon)
La réponse (c) --> a = 2g (pas bon)
La réponse (d) --> a = 2g (pas bon)

Donc la seule réponse possible parmi celles présentées est la réponse b.

C'est forcément la réponse attendue, puisque on la demande sans calculs (du moins sans démonstration nécessitant des calculs un peu élaborés).

Rien n'empêche de tenter de le démontrer ... mais ce n'est clairement pas demandé et devrait même être sanctionné si la démo figure dans la réponse puisque cela ne respecterait pas une consigne de l'énoncé "Y répondre sans calcul".

Sauf distraction.  

Posté par
J-P
re : Accélération pendule simple 08-03-18 à 10:27

Démo (à ne pas faire)

Composante du poids tangentielle à la trajectoire : T = P.cos(alpha)

Et avec aT l'éccélération tangentielle, on a  :  T = m.aT ---> aT = g.cos(alpha)
-----
Delta h entre départ et mobile à l'angle alpha : h = L.sin(alpha) (avec L la longueur de la ficelle)

avec mgh = 1/2.m.v² --> m.g.L.sin(alpha) = 1/2.m.v²

v² = 2.g.L.sin(alpha)

L'accélération centripète est donc aC = v²/L =  2.g.sin(alpha)
-----
L'accélération (totale) est donc a = RCarrée(aT² + aC²)

a = RCarrée(g².cos²(alpha) + 4g².sin²(alpha))

a = g.RCarrée(cos²(alpha) + 4.sin²(alpha))

a = g.RCarrée(1 - sin²(alpha) + 4.sin²(alpha))

a = g.RCarrée(1 + 3.sin²(alpha))

Sauf distraction.  

Posté par
iFeaRz72
re : Accélération pendule simple 08-03-18 à 22:36

Merci beaucoup J-P

En effet je savais pourquoi c'était la réponse (b) mais ce que je voulais savoir c'était comment démontrer cela (juste pour moi et non pour répondre au QCM).

Mais donc pour l'accélération centrifuge, la tension du fil ne rentre pas en compte ?

Et d'où vient ta formule : a = \sqrt{(aT)^2+(aC)^2} ??

J'aurais dit que c'était : a = aT+aC

En attente d'une réponse

Posté par
J-P
re : Accélération pendule simple 09-03-18 à 10:09

L'accélération tangentielle et l'accélération centripète sont perpendiculaires ... et donc leur résultante se calcule par \sqrt{a_T^2 + a_C^2}

Posté par
iFeaRz72
re : Accélération pendule simple 09-03-18 à 19:03

Mais je ne comprends pas.

Accélération pendule simple

Source :

J'ai toujours appris que a = aT+aC comme le montre la capture d'écran ci-dessus.





Accélération pendule simple

Source :

Mais un autre site confirme ce que vous venez de me dire, comme le montre l'image ci-dessus, soit :

a = \sqrt{(aT)^2+(aC)^2}

Donc dans quel cas utilise-t-on la 1ère formule, dans quel cas la 2nd ?

Merci d'avance

Posté par
J-P
re : Accélération pendule simple 09-03-18 à 19:54

On a la relation vectirielle :  \vec{a} = \vec{a_T} + \vec{a_C}

et comme \vec{a_T} et \vec{a_C} sont orhogonaux, on a (Pythagore) :

|a|^2 = |a_T|^2 + |a_C|^2 et donc |a| = \sqrt{|a_T|^2 + |a_C|^2}

Accélération pendule simple

Posté par
iFeaRz72
re : Accélération pendule simple 09-03-18 à 20:18

Merci beaucoup !!! C'est très clair maintenant !



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

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

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 !