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Niveau maths sup
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Pendule élastique amorti par frottements solides.

Posté par
Vemrebola
27-11-10 à 19:49

Bonjour à tous;

Voilà mon exercice :

On considère un point M de masse attaché à un ressort de raideur k et de longueur à vide lo dont l'autre extrémité est fixe. Le point M glisse horizontalement sur un support; il est repéré par son abscisse x (voir figure). Le mouvement s'étudie dans le référentiel terrestre supposé galiléen et on note g(vecteur) le vecteur accélération de la pesanteur. On considère que le mobile subi une force de frottement solide de coefficient de frottement f. Les frottements fluides seront quant à eux négligés.

1) Donner l'équation vectorielle satisfaite par l'accélération a(vecteur).
2) On suppose que le mouvement à lieu dans le sens des x croissants. Donner l'équation différentielle vérifiée par la variable x. On notera o = (k/m) et xl = fmg.
3) En déduire l'expression temporelle x(t) sans chercher à exprimer les constantes d'intégration.
4) On suppose à présent que le mouvement s'effectue dans le sens des x décroissants. Donner l'équation différentielle vérifiée par x.
5) En déduire l'expression temporelle x(t) sans chercher à exprimer les constantes d'intégration.
6) Initialement, on tire le point M jusqu'à l'abscisse xo > 0, puis on le lâche sans vitesse initiale (à t=0). Donner l'expression de x dans la première phase du mouvement (tant que "x point" = la vitesse >0)en fonction de xo, xl et o.
7) On note t1 l'instant où le point M change de direction (la vitesse(x point) change de signe). Quelle est l'expression de t1.
8) Donner l'expression de x(t) en fonction de xo, xl et o pour la seconde phase du mouvement.
9) Donner l'expression de t2 le temps pour lequel le mobile change de nouveau de direction.
10) Donner l'expression de x(t) dans la troisième phase du mouvement (sans démonstration), puis tracer l'allure de la courbe x(t) pour xo = 10 xl. Que remarque t-on quant-à la position des maximum de x(t)?.
11) Préciser les conditions qui permettent de trouver la position finale du point M(dans le cas général).




Alors moi je commence à bloquer dès la question -4- ! Pouvez vous m'aidez s'il vous plait?



Voilà mon schéma :

Pendule élastique amorti par frottements solides.

Posté par
Vemrebola
re : Pendule élastique amorti par frottements solides. 28-11-10 à 08:44

La distance du point fixe à l'origine O est égale à lo. Pouvez vous m'aidez SVP ?

Posté par
JED
pendule 28-11-10 à 19:28

Bonsoir,

Question 4:

Le mouvement a lieu dans le sens des x décroissants.

A vous de vérifier : -kx +fmg = m*x"

Pour la 6, x0>0 et vous écrivez v>0. Cela n'est pas possible Car M se dirige vers O donc v<0. M va s'arrêter et repartir dans l'autre sens
avec v>0.

Néanmoins résolvez l'équation différentielle avec les conditions initiales à t=0 x =x0 et v =0
A un moment je lis x0 = 10 xl =10fmg.........c'est curieux car fmg est une force.

A vous lire.  JED.



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