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Niveau école ingénieur
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Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant de l’é

Posté par
saturnelick
20-11-18 à 15:16

bonjour de l'aide svp

On considère le référentiel galiléen (R) muni de la base .

On considère le point M de masse m, susceptible de se déplacer dans le plan xOy.

On suppose que M possède l'énergie potentielle Ep = kxy, avec k constante positive.

    Déterminer la force   qui dérive de Ep.
Ce que je sais est que la force est une dérivé de l'energie potentielle mais j'ignore la l'expression. Si vous pouviez me donner la formule je me débrouillerai

merci d'avance

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:19

la base (O, )

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:25

bonjour,

par définition la force vaut ici: f = - grad (Ep)
(vecteurs en gras)

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:29

je trouve f= -k(x'y + xy')

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:32

attention, ici en cartésiennes
grad(Ep) est le vecteur (Ep/x ; Ep/y)

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:38

pardon erreur d'inenttention; je trouve plutot: f=-k(y + x)

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:39

c'est mieux

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:40

cest bon?

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:41

pour la suite de l'exercice jessaie mais jy arrive pas, je veux savoir si je peux continuer mes questions dans ce meme topic

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:41

oui

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:42

un exercice complet = un topic

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:46

je peux?

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 16:48

oui, tu peux continuer le meme exo ici

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:05

Merci beaucoup

Ok,
    2.    Donner l'expression du vecteur moment cinétique LO  de M en O.
ça fait L0= OM*\veemV

   3.    Appliquer le théorème du moment cinétique à M, et déduire une relation ® entre
x, y ,x', y', x",  y"
je trouve dLO/dt = MO( F)= OM\wedge F

en projetant sur je trouve cette relation:m(xy"-x"y)=-K(x2-y2), autrement dit x' et y' ne figure pas

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:07

LO= OM\wedgemV

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:16

que trouves-tu pour Lo ?

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:21

Lo= m(xy'-x'y)

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:26

oui je trouve ca aussi
et en dérivant les termes en x'y' disparaissent

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:28

Oui ça disparait

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:39

j'ai essayé de faire appel à la conservation de l'énergie mécanique( je me dis que vu que la particule est soumis à l'unique effet de F qui est une force conservative alors son énergie mécanqiue pourrait etre une constante du temps)
dEm/dt= dEc/dt + dEp/Ddt=d(1/2.m.(x'2+ y'2))/dt + d(kxy)/dt =P(F)=0
et je trouve m(x"x'+y"y)=-K(x'y+xy')
en tirant -m/k dans la relation ci dessus et  dans la premiere rélation issu du TMC, je trouve: -m/k= (x2-y2)/(xy"-x"y) = (x'y-xy')/(x"x'+y"y')

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 17:42

mais je doute pour la conservation de l'energie mécanique. Parce que cest pas sur quil ya conversion mutuelle entre Ep et Ec

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 18:31

Heho Krinn? tu es là,?

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 19:02

Quelle est la suite de l'énoncé ?

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 19:44



    4.    On suppose que M se déplace sur la droite d'équation y = x + l, et que la résultante des forces subies par M se réduit à . Que devient ® dans ce cas ?
    Déterminer x(t) si M est lâché du point d'abscisse a avec une vitesse nulle à t = 0.

    5.    En appliquant la relation fondamentale de la dynamique à M, en déduire le système d'équations différentielles satisfaites par x et y.

    6.    On pose p = x + y et q = x - y : donner le système d'équations différentielles satisfaites par p et q et résoudre si M est lancé à t = 0 du point (x = a, y = a) avec la vitesse (vo,-vo).

    7.    En déduire x(t) et y(t).

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 19:44

4.    On suppose que M se déplace sur la droite d'équation y = x + l, et que la résultante des forces subies par M se réduit à F

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 19:53

Si y=x+L la formule du 3) doit se simplifier

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:04

Oui normalement mais vu qu'on n'a pas la rélation démandée

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:18

Néanmoins utilisons le: je trouve x"+ (2k/m)x =  k/m

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:30

Tu l'as la relation
Tu l as ecrite a 17h05

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:34

celle deduite avec la conservation de l'energie mécanique?

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:36

Si j"utilise cette rélation je simplifie je trouve finalement x=-1/2(absurde parce que constante du temps alors que ça doit etre variable du temps)

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:38

quand à la rélation écrite à 17h05, je lutilise et je trouve lequation différentielle
x"+ (2k/m)x =  k/m

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:44

On ne parle pas d'énergie mécanique dans l'énoncé !
On te dit quoi faire a chaque étape
3) dLo/dt = Mo(F) te donne m(xy" - x"y) = k(y2-x2)

Non?

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:46

donc x(t)=Xmcos(w0t + ) + Cte avec
Xm= a-1/2 , w0(2k/m) et =0

Cest bon?

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 20:53

4) si y= x+L alors on a:
X" + (2k/m)x + kL/m = 0
D'après mes calculs
Tu dois faire attention a la homogénéité des formules !

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 21:13

dans ton méssage de 20h44 , je pense quil ya un signe(-) devant le k

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 21:21

ça correspond pourtant à ce que tu as écrit a 17:05
J'ai écrit k(y2-x2) au lieu de -k(x2-y2) mais c'est pareil

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 22:22

oui effectivement

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 22:25

oui tu as raison on trouve l'équation differentielle que tu as écrite

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 22:26

Xm=a+1/2 alors

cest bon?

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 22:35

Non
Je trouve x= (a+L/2) cos (wt) - L/2

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 22:48

le L cest quoi

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 20-11-18 à 22:51

Y= x + L
Non?

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 21-11-18 à 12:52

y= x+ 1

Posté par
saturnelick
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 21-11-18 à 12:53

MERCI BEAUCOUP

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement d’une particule dans un champ de force dérivant d 21-11-18 à 13:35

ok, il faut remplacer L par 1 alors



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