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Niveau maths spé
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oscillations forcees

Posté par
jonus
05-09-12 à 02:38

Soit un oscillateyr amorti par frottement fluide constitue par une masse m suspendue a un ressort de masse negligeable. La position de la masse m etant reperee par son abscisse x, en regime libre l'equation differentielle verifiee par x est de la forme: x''+2ax'+wo^2x=0  wo pulsation propre
L'oscillateur est soumis a une excitation exterieure sinusoidale de pulsation w donne par:
vecteur->F(t)=Fo*cos(wt)*vecteur->ex avec Fo>0   vecteur->ex est le vecteur unitaire de l'axe des abscisses x.
Dans ce cas l'equation differentielle du mouvement s ecrit: x''+2ax'+wo^2x=(Fo*cos(wt))/m
En regime force les oscillations sont telles que x=Acos(wt+&) avec A et & deux constantes.
6.1 Determiner l'amplitude A des oscillations forcees en fonction de Fo,m,a,w et wo.
6.2.& representant le dephasage ntre la source d excitation exterieure et la reponse de l'oscillateur,determiner les expressions de sin& et cos& en fonction de a,w et wo.

est-ce que pour la 6.1, pour trouver a il faut remplacer dans l equa diff les valeurs de x'',x' et x? c est normal trouver un truc geant comme ca?
Et pour la 6.2 j'ai aucune idee

Merci de votre aide.

Posté par
efpe
re : oscillations forcees 05-09-12 à 12:17

salut
oui pour la 6.1, il faut que tu injectes la forme de solution proposée dans l'équa diff du mouvement.

Posté par
jonus
re : oscillations forcees 05-09-12 à 17:36

merci et pour la 6.2

Posté par
efpe
re : oscillations forcees 06-09-12 à 13:12

c'est pareil,
je te conseille de résoudre les deux questions avec la méthode complexe. Tu poses X = A.ei(wt+) = A.eiwtA = A.ei

tu vas trouver A = Fo/m  / (wo²-w² + 2aiw)
le module te donne A l'amplitude, et l'argument te donne

Posté par
jonus
re : oscillations forcees 06-09-12 à 16:42

ok je te remercie

Posté par
jonus
Puissance absorbee par l'oscillateur. 09-09-12 à 13:40

Soit un oscillateyr amorti par frottement fluide constitue par une masse m suspendue a un ressort de masse negligeable. La position de la masse m etant reperee par son abscisse x, en regime libre l'equation differentielle verifiee par x est de la forme: x''+2ax'+wo^2x=0  wo pulsation propre
L'oscillateur est soumis a une excitation exterieure sinusoidale de pulsation w donne par:
vecteur->F(t)=Fo*cos(wt)*vecteur->ex avec Fo>0   vecteur->ex est le vecteur unitaire de l'axe des abscisses x.
Dans ce cas l'equation differentielle du mouvement s ecrit: x''+2ax'+wo^2x=(Fo*cos(wt))/m
En regime force les oscillations sont telles que x=Acos(wt+&) avec A et & deux constantes.
6.1 Determiner l'amplitude A des oscillations forcees en fonction de Fo,m,a,w et wo.
6.2.& representant le dephasage ntre la source d excitation exterieure et la reponse de l'oscillateur,determiner les expressions de sin& et cos& en fonction de a,w et wo.)
7/ Puissance absorbee par l'oscillateur
7.1/ Apres avoir prealablement determine l'expression de la vitesse v de l'oscillateur au cours du temps, determiner la puissance instantanee Pe(t) fournie par la force excitatrice. En deduire la valeur moyenne <Pe> de Pe(t). Determiner l'expression de <Pe> en fonction de Fo, m, w, wo, et a.
7.2/ L'expression de<Pe> determinee a la question precedente peut etre mise sous la forme.
<Pe>=(aFo^2/m)/(4a^2+((wo^2/w)-w))^2

Pour la 7.1 j'ai derivee l'expression de x et j'ai multipliee par Focos(wt) et pour la puissance moyenne j'ai fait (1/T)*S Pe.dt mais du coup j'arrive pas a la mettre sous la forme voulu a la question 7.2 a cos des T et d'autres problemes. Merci de votre aide

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