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Niveau maths sup
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oscilateur

Posté par dali (invité) 22-01-06 à 19:52

pouvez vous m'aider a resoudre cette question merci


    le systheme est une solide, assimilié à une masse ponctuelle M simplement posé sur le sol, plan et horizontal. Les mouvement du sol et de  la masse sont supposés purement verticaux. L'axe verticale Oz, de vecteur unitaire Uz, est orienté vers le haut

A partir de l'instant t=0, le sol est animé de vibrations verticales d'elongation:

                   Zs(t) = Zo ( 1- cos wt) Uz


         Ecrire l'equation du mouvement de la masse M?



En principe on doit trouvé une equation diff mais là je ne trouve pas



merci de m'aider merci d'avance

Posté par dali (invité)re : oscilateur 23-01-06 à 23:18

salut tt le monde


ben moi j'avais pensé a utiliser l'energie cinetique

Posté par
J-P
re : oscilateur 24-01-06 à 09:34

Vois si ceci t'aide.

Z(t) = Zo.( 1- cos wt)

dZ/dt = Zo.w.sin(wt)

d²Z/dt² = Zo.w².cos(wt)

Pour wt dans [0 ; Pi], le sol monte donc la bille monte de la même manière.
en wt = Pi, dZ/dt = Zo.w.sin(wt) = 0, donc la vitesse du sol et de la masse = 0 en cet instant.

Pour wt dans [Pi ;2Pi], le sol redescend. Si l'accélération du sol vers le bas reste inférieure à g, la masse reste en place sur le sol et descend donc avec lui.
Donc si Zo.w² <= g, le mouvement de la masse est la même que celle du sol, soit Z(t) = Zo.( 1- cos wt) et ceci pour tout t.

Mais si Zo.w² > g, la masse sera en chute libre à partir de t = Pi/w, l'équation de son mouvement (tant qu'elle n'a pas "rattrappé" le sol) est:
z(t) = 2Zo - (1/2).g.(t - (Pi/w))² (Pour t > Pi/w)

La masse reste en chute libre tant que sa trajectoire ne rencontre pas celle du sol.
Le moment d'impact est obtenu en résolvant le système:

Pour t > Pi/w
Z = Zo.( 1- cos wt)
Z = 2Zo - (1/2).g.(t - (Pi/w))²

Zo.( 1- cos wt) =  2Zo - (1/2).g.(t - (Pi/w))²

D'où il faut tirer t (ce qui ne peut se faire analytiquement, mais bien par approximations successives ou graphiquement ...)
-----
Sauf distraction.  

Posté par
J-P
re : oscilateur 24-01-06 à 09:41

Attention:

La masse pourrait bien aussi quitter le sol pendant la phase montante du sol, si la décélération du sol avant de changer de sens est suffisante, à méditer ...


Posté par dali (invité)re : oscilateur 26-01-06 à 17:57

salut tt le monde j'ai un petit probleme a une question
  

          je doit deduire l'altitude maximale Zm atteinte en fonction de zo, w,g

j'ai su démontrer l'atitude Zd atteinte lorsque le masse quitte le sol


            Zd = z0 + g/ w^2

Mais le probleme je ne sais pas determiner l'altitude maximale j'avais pensé  que Rn=0 et que la vitesse est nul donc elle est en chute libre et je trouve l'acceleration Zm= -g
Mais pas en fonction de z0, w, g



pouvez m'aider a resoudre ce pb merci d'avance

Posté par
Eggle
oscillations d'un point sur un plan 10-02-15 à 17:33

Bonjour, je suis confronté à ce même exercice lors d'un DM, et je voulais savoir comment est ce que vous aviez obtenu la formule suivante pour la position de la bille:
z(t) = 2Zo - (1/2).g.(t - (Pi/w))² (Pour t > Pi/w)

Merci d'avance de votre aide

Posté par
J-P
re : oscilateur 10-02-15 à 18:03

Au plus haut, le "sol" arrive à l'altitude : 2zo (pour cos(wt) = -1 et donc par exemple (1ere fois) en t = Pi/w)

A cet instant la vitesse (du sol mais aussi de la bille) est 0 (dz/dt = Zo.w.sin(wt) avec cos(wt) = -1 --> sin(wt) = 0)

Si le sol redescend avec une accélération > g, alors la bille décolle du sol.

Si on change l'origine de l'horloge (facilité de calcul) et qu'on choisit t = 0 lorsque le sol est au point haut, alors pour la bille :

z(0) = 2Zo
v(0) = 0
a(t) = -g (chute libre)

---> a(t) = dv/dt = -g
v = -g.t

v(t) = dz/dt = - gt
z = S -gt dt
z(t) = - gt²/2 + K

et comme z(0) = 2zo ---> K = 2zo

z(t) = 2zo - gt²/2

On rechange l'horloge pour se remettre dans les conditions du début du problème (temps décalé de Pi/w) et on obtient alors :

z(t) = 2zo - g(t - (Pi/w))²/2

Sauf distraction.  

Posté par
Eggle
re : oscilateur 13-02-15 à 12:11

c'est compris merci beaucoup!



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