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DM Physique 1S : energie potentielle et mécanique (1)
Bonjour,
Etude d'un balancier
Donnée : g = 9,81 N.kg-1
Une horloge ancienne comporte un balancier constitué d'une masse m = 200 g
fixée à l'extrémité d'une tige de masse négligeable et de longueur l = 0,99 m. Ce balancier est animé d'un mouvement de va et vient régulier, un aller-retour s'effectuant en 2,0s. L'angle maximal formé par la tige est noté 
= 6,0°
1) Calculer la vitesse angulaire du balancier en U.S.I
soit 
la vitesse angulaire du balancier
= 
/ 
t
étant l'angle et t étant le temps d'un aller-retour
J'ai trouvé = 6,0/2,0 = 3,0 U.S.I
est-ce juste ?
2)Exprimer l'énergie potentielle de la masse m en fonction de m, l, g et (on prend pour origine des altitudes le point B donc ZB = 0m)
d'après la formule : Energie potentielle = Ep = mgz
ici, je n'arrive pas à déterminer z
j'ai pensé à z = l x sin ou z = l x cos je ne sais pas
du coup
Ep = m x g x sin ou Ep = m x g x cos je sais pas lequel choisir ni pourquoi
3)En l'abscence de frottements quels sont les échanges énergetiques qui ont lieu au cours du mouvement du balancier ? Justifier.
L'énergie potentielle diminue puis augmente, l'énergie cinétique augmente puis diminue tandis que l'énergie mécanique reste constante.Comment justifier cela ou que faut t-il dire de plus ?
4)Calculer l'énergie mécanique en A. En déduire la vitesse en B.
EmA = EpA + EcA d'après le cours
or EcA = 0 Joules car ya pas d'énergie cinétique au début du mouvement du balancier
donc EmA = EpA = question 2
En ce qui concerne la vitesse au point B je ne vois vraiment pas.
5)Dans la réalité, les forces de frottements ne peuvent pas être négligées, et au bout de 30 allers-retours l'angle maximal passe de 6° à 3° quelle est donc la perte d'énergie potentielle correspondante ?
Là non plus je ne vois pas comment procéder j'en appelle donc à votre aide.
Merci.
Salut
!
1) ok
2) Fais un schéma
3) C'est parce-que l'énergie méca reste cste justement. Tu peux faire un graphe l'illustrant avec des axes arbitraires
4) Apparemment l'altitude au point B vaut 0???
5) Pose le problème, tu peux faire un schéma là encore et le traduire en terme de différence d'altitude
Bonjour
1) oula non ! D'abord dessines un schéma du montage. Ca t'aidera...
Ensuite dans le cours tu as du voir que la vitesse angulaire a pour expression :
=\frac{v}{R} avec v la vitesse de déplacement et R le rayon de courbure (ici la longueur du balancier).
Il faut donc d'abord calculer v !!!
Salut Amandine ! Encore devancé !
Pour la question ne devrait-on pas mettre l'angle en radian avant de calculer ?
"L'angle maximal formé par la tige est noté = 6,0°"
Normalement il est en rad/s ! Ca ne fait rien si on le laisse en °/s ?
Ah ben oui génial
Il faut le mettre en rad/s, c'est l'unité SI, donc effectivement ça passe par un calcul de vitesse linéaire...
Merci de votre aide,
Cependant je ne comprends pas à la 1) comment on peut trouver la vitesse
parceque que v = d/t mais d = ?
Pour la 2) j'ai un schéma à coté de mon énoncé et en traçant un triangle rectangle je vois que c'est le sinus, donc je pense que c'est ça.
3) Pas de problème
4) "Apparemment l'altitude au point B vaut 0???"
Oui m
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