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Mouvements vibratoires

Posté par
Anne-France
03-08-13 à 17:30

Bonjour et bonsoir à tous!

Je suis face à un exercice qui me laisse complètement perplexe, j'ai besoin de vos lumières..
On me demande de trouver l'équation du mouvement résultant de la superposition de deux mouvements sinusoïdaux parallèles:

x1= 2 sin (wt + (pi/3))     et      x2= 3 sin (wt+ (pi/2))

Le problème est que je n'ai jamais résolu ce genre d'exercice, je ne sais pas comment même commencer l'exercice.
J'ai les résolutions numériques, mais ça ne m'aidera pas à comprendre la démarche..

Merci d'avance à ceux qui m'éclaireront !
Une bonne soirée !

Posté par
alban
re : Mouvements vibratoires 03-08-13 à 19:32

Bonjour,

Si vous ne connaissez pas la signification du mot "superposition", la voici : en physique, lorsque cela concerne deux signaux, cela signifie faire leur somme.

Ensuite, c'est de la trigo... si vous ne connaissez pas la formule qui donne \sin a + \sin b sous une forme qui ne comporte plus de somme, vous la trouverez sur le net, ainsi que la façon de la démontrer (faites la, ça vous entraînera).

Posté par
J-P
re : Mouvements vibratoires 03-08-13 à 20:22

x1 = A.sin(wt + Phi1)
x2 = B.sin(wt + Phi2)

x1 et x2 sont sinusoïdaux périodiques de période T = 2Pi/w
x1 + x2 est aussi sinusoïdal de pértiode T = 2Pi/w

x1 + x2 = C.sin(wt + Phi)
... Il reste à déterminer C et Phi.
-----

En t = 0:
x1 + x2 = A.sin(Phi1) + B.sin(Phi2)
--> C.sin(Phi) = A.sin(Phi1) + B.sin(Phi2)

En t=Pi/(2w):
x1 + x2 = A.sin(Pi/2 + Phi1) + B.sin(Pi/2 + Phi2)
--> C.sin(Pi/2 + Phi) = A.sin(Pi/2 + Phi1) + B.sin(Pi/2 + Phi2)
C.cos(Phi) = A.cos(Phi1) + B.cos(Phi2)

On a donc le système :
C.sin(Phi) = A.sin(Phi1) + B.sin(Phi2)
C.cos(Phi) = A.cos(Phi1) + B.cos(Phi2)

C².sin²(Phi) = (A.sin(Phi1) + B.sin(Phi2))²
C².cos²(Phi) = (A.cos(Phi1) + B.cos(Phi2))²

C² = A² + B² + 2AB.(sin(Phi1).sin(Phi2) + cos(Phi1).cos(Phi2))
C² = A² + B² + 2AB.cos(Phi1-Phi2)

Donc dans le cas de l'exercice : C² = 2² + 3² + 2*2*3*cos(Pi/3 + Pi/2) = 4 + 9 + 6.V3
C = V(13 + 6V3)

tg(Phi) = (A.sin(Phi1) + B.sin(Phi2))/(A.cos(Phi1) + B.cos(Phi2))
Et puis Phi = ...
Attention que, comme tg est Pi périodique, de choisr le bonne valeur de Phi (en se fiant aux signes de cos(Phi) et de sin(Phi))

Sauf distraction.  

Posté par
J-P
re : Mouvements vibratoires 04-08-13 à 10:18

En plus imagé :

Mouvements vibratoires

On a donc v_1 + v_2 = \sqrt{13+6.\sqrt{3}} * sin(\omega t + 1,3625...)

Calculs non vérifiés.



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