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Niveau école ingénieur
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Pendule pesant composé (différentielle et moment d'inertie)

Posté par
blackcoffee
09-11-13 à 17:47

Bonjour à tous
Tout d'abord l'énoncé :
"La période des petites oscillations d'un pendule pesant est donnée par T=2(J/(P*L))
où J est le moment d'inertie du pendule par rapport à son axe de rotation horizontal;
P est le poids du pendule;
L la distance de son centre de gravité à l'axe .
Un pendule composé homogène admet comme période des petites oscillations : T0 dans le vide et T dans l'air en négligeant les frottements de l'air.Sachant que les masses volumiques de l'air et du solide constituant le pendule sont respectivement a et r évaluer l'ecart relatif (T-T0)/T0 :
1° en utilisant un développement limité au premier ordre du type (1+)n=1+n
2°en utilisant la différentielle logarithmique."

Maintenant mon problème :
Je sais faire des différentielles mais mon problème ici, c'est que n'ayant pas encore commencé le chapitre de mécanique, je ne sais pas ce qu'est un moment d'inertie.
Du coup j'ai du mal à déterminer ce qui varie dans T lorsqu'on passe du vide à l'air : pour moi, le poids P est inchangé, la distance L aussi, reste donc le moment d'inertie J.
Je suppose qu'il dépend de a et r mais les formules et explications trouvées sur le web ne m'aident pas trop : j'ai trouvé J=r² dm= dV
avec r la distance masse/axe; la masse volumique du pendule
Seulement je n'arrive pas à voir la (ou les) variable(s)
Est-ce que quelqu'un peu m'aider ?
Merci d'avance

Posté par
blackcoffee
re : Pendule pesant composé (différentielle et moment d'inertie) 10-11-13 à 17:19

Personne n'a de solution à mon problème ?
Pensez vous que le passage du vide à l'air d'un tel pendule change seulement le moment d'inertie ou aussi la longueur L centre de gravité/axe de rotation ?

Posté par
efpe
re : Pendule pesant composé (différentielle et moment d'inertie) 11-11-13 à 00:41

salut

moi aussi j'ai eu du mal à comprendre la différence entre le cas dans le vide et le cas dans l'air, puisqu'on négligle les frottements ...

Ce qui est sûr c'est que J est le même dans les deux cas. Si tu veux comprendre, J est l'équivalent de la masse mais pour les rotations : J caractérise l'inertie qu'oppose un solide à sa mise en rotation.

Conclusion : pour moi la chose qui change c'est P. Dans le cas de l'air, on a la poussée d'Archimède qui compense le poids dans le vide et donne un poids "vrai" : P = Pvide.(1-air/solide)

plus qu'à utiliser une des deux méthodes pour trouver l'écart

Posté par
blackcoffee
re : Pendule pesant composé (différentielle et moment d'inertie) 11-11-13 à 10:36

Génial, merci beaucoup !
En effet, je comprends, le fait de négliger les frottements empêche de faire varier le moment d'inertie puisque rien ne s'oppose à la mise en rotation du pendule.
Merci encore !

Posté par
efpe
re : Pendule pesant composé (différentielle et moment d'inertie) 11-11-13 à 12:10

puisque tu avais l'air de ne pas trop connaitre J, n'oublie pas que c'est une constante du système, indépendamment de son environnement : elle n'est déterminée que par la répartition géométrique de sa masse. Même si ici en effet on aura pu prendre en compte les frottements comme une correction de son moment d'inertie ...



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