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Les oscillateurs mécaniques

Posté par
Krayz
07-04-18 à 18:37

Bonjour,

Exercice Tle S - Pendule

Données :

L = 41 cm
m = 236 g
g = 9,8 m/s²
E_p=mgL(1-cosa)

Calculer la valeur de l'abscisse angulaire initiale du pendule.

Ma réponse : 12°

Apparemment ce n'est pas 12° mais 17°. Que trouvez-vous ?

Les oscillateurs  mécaniques

Posté par
Krayz
re : Les oscillateurs mécaniques 07-04-18 à 19:26

E_{pp}_{max}=mgL(1-cos\alpha_{max})
E_{pp}_{max}=mgL - mgLcos\alpha_{max}
E_{pp}_{max}-mgL= - mgLcos\alpha_{max}
\frac{E_{pp}_{max}-mgL}{-mgL}= cos\alpha_{max}
cos^{-1}(\frac{E_{pp}_{max}-mgL}{-mgL})= \alpha_{max}

A.N. :

cos^{-1}(\frac{0,024-0,236\times9,8\times0,41}{-0,236\times9,8\times0,41})= \alpha_{max}
12,9^o = \alpha_{max}

Posté par
J-P
re : Les oscillateurs mécaniques 07-04-18 à 19:29

Salut,

Epp + Ec = Em = 0,042 J

au point le plus haut (vitesse nulle) : Ec = 0 et donc Epp = Em = 0,042 J

mgL(1-cos(theta0)) = 0,042

0,236 * 9,8 * 0,41 * (1-cos(theta0)) = 0,042

1 - cos(theta0) = 0,044292

cos(theta0) = 0,955708

theta0 = arccos(0,955708) = 17° (arrondi)

Sauf distraction.  

Posté par
Krayz
re : Les oscillateurs mécaniques 07-04-18 à 19:32

Ce que j'ai écrit à 19:26 est faux ?

Posté par
odbugt1
re : Les oscillateurs mécaniques 07-04-18 à 19:58

Bonjour,

Le calcul littéral est exact.
L'application numérique est fausse car Eppmax = 0,042J et non 0,024J

Posté par
Krayz
re : Les oscillateurs mécaniques 07-04-18 à 20:01

Faute d'énoncé au niveau du schéma donc

Posté par
odbugt1
re : Les oscillateurs mécaniques 07-04-18 à 20:21

Ton " énoncé " n'est pas des plus clairs, on ne sait pas trop quelle longueur est représentée en abscisse, mais il semble évident que la courbe 1 représente l'énergie mécanique, laquelle reste constante en l'absence de frottements.

Quand l'énergie potentielle est maximale, l'énergie cinétique est nulle donc cette énergie potentielle maximale est égale à l'énergie mécanique soit 0,042 J comme on peut le constater sur ton schéma.

Posté par
J-P
re : Les oscillateurs mécaniques 08-04-18 à 10:41

Par calcul, on montre que x(m) est l'abscisse du point massique mobile. (origine au point de repos ...)

La courbe 1 est l'EPP du mobile (avec référence des altitudes au point bas de la trajectoire)
La courbe 2 est l'Energie cinétique.
La courbe 3 est l'énergie mécanique du système.

Le dessin n'est pas complet puisque on ne voit pas les points à vitesse nulle.
C'est probablement fait exprès pour pousser à calculer via les énergies et pas juste "lire sur le dessin".

Voici, le dessin complété (pour toute la trajectoire).

Les oscillateurs  mécaniques

Mais si on a cela, on a directement 0,12 = 0,41*sin(alpha max)

alpha max = 17° (arrondi)

Posté par
Krayz
re : Les oscillateurs mécaniques 08-04-18 à 18:34

D'accord, j'ai compris.

Justifier à quoi correspond les courbes.

Courbe 1 : Em car Em=0.
Courbe 2 : Ec=1/2mv² quand v augmente Ec augmente
Courbe 3 : Epp=mgz quand z augmente Epp augmente

ça suffit ?

Posté par
J-P
re : Les oscillateurs mécaniques 08-04-18 à 19:00

J'ai mal repéré  les courbes dans mon message précédent.

La courbe 3 est l'EPP du mobile (avec référence des altitudes au point bas de la trajectoire)
La courbe 2 est l'Energie cinétique.
La courbe 1 est l'énergie mécanique du système.

Posté par
Krayz
re : Les oscillateurs mécaniques 08-04-18 à 19:10

Mon message de 18h34 est juste ?



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