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Equation différentielle

Posté par Profil Evoria 01-04-20 à 17:13

Bonjour,

Je cherche à résoudre une equation différentielle à un terme au carré, j'ai essayé de la résoudre mais cela donne des résultats surprenant. Je vous met ce que j'ai fait, merci de me corriger :

m. dv/dt = F- kv^2-mg

Equation homogène :

dv/dt =-k/m *v^2
v'/v^2=-k/m
-1/v =-k/m *t + C
v = k/m *t + C

Solution particuliere :

Le terme est constant, donc on cherche une constante.

0 =-k/m *v^2 +F/m  -g
v= sqrt(F-mg /k)

Alors v(t) =  k/m *t + sqrt(F-mg /k) +C

Mais je pense que ce résultat est faux...

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 17:31

Bonjour,

Oui le résultat est faux : vous appliquez les méthodes des EDO linéaires à une qui ne l'est pas.

Voir, par exemple : , vers la fin.

Il faut utiliser une technique de séparation des variables : \frac{m \cdot dv}{F-kv^2-mg}=dt

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 17:35

Mais comment je résous cela ? Je ne sais pas faire.

Posté par
vanoise
re : Equation différentielle 01-04-20 à 17:38

Bonsoir
Je laisse gts2 gérer ce post. Juste pour signaler que ce sujet a déjà été abondamment traité sur ce forum ; ici par exemple :
equation différentiel de la vitesse de chute

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 18:03

J'ai lu les sujets, et ce n'est pas les mêmes cas, je ne comprend toujours pas comment poursuivre a partie de :

(m. dv) /F-kv^2-mg=dt

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 18:24

En quoi ce ne sont pas les mêmes cas ?

Sinon la première chose à faire (comme indiqué dans le lien), c'est de simplifier

Votre "solution particulière" est plutôt interprétée comme régime permanent : F-mg=kv_\infty^2, ce qui allège en \frac{dv}{v_\infty^2-v^2}=\frac{k}{m}dt. Vous voyez comment poursuivre ?

Et cela ressemble bien aux équations des deux liens.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 18:31

Je comprend mais absolument rien, je n'ai pas vu ce gènre d'équation, je veux juste qu'on m'explique car la c'est très flou.

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 18:38

Il faudrait avoir une idée de vos connaissances mathématiques :

Est-ce que vous avez une idée de la primitive de \frac{1}{1-x^2}

Sinon, avez-vous entendu parler de décomposition en éléments simples d'une fraction rationnelle ?

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 18:41

Je suis vraiment désolé mais non et non 😅

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 18:46

C'est détaillé dans le lien déjà donné : accrétion d'un goutte

L'idée est d'écrire  \frac{1}{v_\infty^2-v^2}= \frac{1}{(v_\infty-v)(v_\infty+v)}=\frac{a}{(v_\infty-v)}+\frac{b}{(v_\infty+v)}, ce qui donne une intégrale classique.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 19:00

Je comprend rien... C'est quoi vinfini

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 19:05

v_\infty a été défini dans le message de 18:24.

Avant de faire des calculs analytiques un peu lourds, il peut être utile d'alléger l'équation.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 19:21

D'accord mais je vois pas comment on trouve cette relation.

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 19:47

Quelle relation ?
F-mg=kv_\infty^2 ?
C'est celle que vous avez écrite dans le message initial :
Vous avez écrit "on cherche une constante ..."
J'ai écrit "on se place en régime permanent..."
Les deux correspondent à dv/dt=0.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:00

D'accord c'est plus clair et ducoup on fait comment après ?

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 20:04

Suit les indications du lien déjà donnée  :  .

Et si tu as des questions, tu peux revenir les poster ici.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:13

Ce que je comprend pas c'est que moi j'ai pas 1-av^2 mais vp^2- v^2 au dénominateur.

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 20:24

Mathématiquement 1-av2 et vp2-v2 c'est la "même chose".

\frac{dv}{v_\infty^2-v^2}=\frac{k}{m}dt, on met en facteur au dénominateur v_\infty^2

\frac{d (v/v_\infty)}{1-(v/v_\infty)^2}=\frac{k v_\infty}{m}dt qui ressemble bien au message du  02-10-15 à 21:33

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:34

J'ai réussi à comprendre, mais quelles sont les bornes de mes intégrales ?

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 20:37

Les mêmes que celles du lien :

Pour la borne inférieure, conditions initiales (je suppose t=0, v=v0)
Pour la borne supérieure, le point courant t, v

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:39

Mais c'est idiot, je cherche la vitesse v et j'intègre avec v. Je comprend pas.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:40

J'ai ça :

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:42

-->

Equation différentielle

** image supprimée **

** image supprimée **

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 20:47

"Mais c'est idiot, je cherche la vitesse v et j'intègre avec v. Je comprend pas."

OK, çà c'est la notation des physiciens un peu bornés comme moi.
Il aurait fallu écrire \int_0^v f(v') dv'=..., v' est une variable muette ; étant muette on peut la noter comme on veut (dit le mathématicien), et le physicien poussant le bouchon jusqu'au bout l'appelle v.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:49

Oui mais je comprend pas comment j'aurai la vitesse à la fin, je n'ai pas l'habitude de procéder comme ça.

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 20:50

Le début du calcul est bon, il suffit de continuer.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:53

Ok je continue et je vois après.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 20:59

Et la je sais pas comment faire...

** image supprimée **

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 21:05

Si le but du jeu est d'obtenir v(t), il faut d'abord regrouper tous les log, puis prendre l'exponentielle de l'expression obtenue ...

Remarque : dans le sujet complet, il n'y aurait pas v0=0 ? Ce qui allégerait les calculs...

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 21:06

Oui v0 =0 je suis bête, je vais regrouper les log.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 21:13

Comment j'isole v ?

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 21:13

-->

** image supprimée **

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 21:17

Vous avez qqch du genre \frac{v-v_\infty}{v+v_\infty}=\exp(-t/\tau) ?

Où est le problème pour trouver v(t) ?

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 21:19

Comment on isole le v ?

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 21:21

Par contre moi j'ai, vp + v et vp-v et pas les deux termes inversé.

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 21:22

Oubliez le dernier message, comment j'isole le v ?

Posté par
gts2
re : Equation différentielle 01-04-20 à 22:00

\frac{x-1}{x+1}=3, que vaut x ?

Posté par Profil Evoriare : Equation différentielle 01-04-20 à 22:04

OK je vois, ça fait-2

Posté par
gbm Webmaster
re : Equation différentielle 02-04-20 à 09:10

Bonjour à tous,

@Evoria : on tolère les propositions manuscrites pendant le confinement, sous certaines conditions rappelées ici : [COVID-19] Assouplissements jusqu'à FIN JUIN

Donc, comme on tu le ferais dans un devoir => pas des bribes manuscrites en mode brouillon !

Merci



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