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Niveau maths sup
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Energie potentielle

Posté par
Crevett
06-01-08 à 20:50

Bonsoir!
Bon ma question est vraiment toute bête, j'ai un point matériel de masse m qui se déplace sur l'axe (Ox) dans un champ de force conservatif, auquel on associe l'énergie potentielle:
E_p(x)=\frac{1}{2}m\Omega^2(x^2+\frac{a^4}{x^2}),
on a une position d'équilibre stable à x_0=|a| et on cherche à exprimer la période T_0=\frac{2\pi}{\omega_0} des oscillations de petite amplitude au voisinage de x_0=|a|. Pour ça, il est conseillé de poser x=x_0+\epsilonet de faire des DL à l'ordre 1 en \frac{\epsilon}{x_0}...
Ca devrait se faire très bien, me direz-vous...ben non j'y arrive pas
Donc voilà ça devrait pas vous prendre trop longtemps si vous pouviez me donner un coup de main...c'est vraiment frustrant ce truc!
Merci d'avance!

Posté par
Crevett
re : Energie potentielle 06-01-08 à 22:35

Personne? Ca m'énerve, j'suis sûre que c'est supra-trivial^^

Posté par
erfff
re : Energie potentielle 07-01-08 à 20:01

bonjour,
Es tu sûr de ta formule ??? car Ep ne s'annule jamais...(il n'y aurait pas un signe "-" qque part ??)

Posté par
Crevett
re : Energie potentielle 07-01-08 à 21:45

Certaine...mais pourquoi tiens-tu à ce qu'Ep s'annule?

Posté par
erfff
re : Energie potentielle 08-01-08 à 17:21

J'ai parlé trop vite c'est dEp/dx qui soit s'annuler, désolé.
Donc on arrive à :
en notant K=1/2*m*2

dEp/dx = K*(2x-2*a^4/x^3)=2K*(x-a^4/x^3)
donc en posant x=a+e, on a :
dEp/dx = 2K*(a+e-a^4/(a^3*(1+e/a)^3)) = 2K*(a+e-a*1/(1+e/a)^3) donc en faisant un DL :

dEp/dx = 2K*(a+e-a+3e) = 4*K*e à l'ordre 1

Sachant que la force issue de cette Ep vaut -dEp/dx (car F=-grad(Ep) dans le cas général), on en déduit que cette force s'exprime sous la forme : F=-4*K*x (x est le déplacement)...pense au ressort

Bref, tu es en ùmesure de calculer la période : en faisant l'analogie avec un systeme masse+ressort, on alors w=racine(4K/m) donc T=...

Posté par
erfff
re : Energie potentielle 08-01-08 à 17:23

PS : Cette force n'est valable que si x reste dans un voisinage de a...sinon cette formule ne veut plus rien dire.



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