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Pendule simple

Posté par
ptitearwen45
26-02-07 à 14:27

Bonjour a tous,

Voila j'ai un Dm de physique a faire et je ne voit pas du tout comment faire j'ai quelques idées mais si vous pourriez m'aider cela m'arrangerai beaucoup:

ENONCE:
un pendule simle est constitué d'une petite bille assimilable à un point matériel, de masse m=80g, suspendue à un fil inextensible de longueur L=1.0m
L'ensemble est fixé en un point O et on considère que les forces de frottement sont négligeables.

1)On écarte le pendule de sa position d'équilibre d'un angle 50° puis on le lâche sans vitesse(Position 1)
   a)Décrire le mouvement: j'ai dis que c'etais un mouvement circulaire
   b)Quelle est la transformation d'énergie qui s'effectue entre la positon 1 et la position verticale? J'ai mis que l'energie potentille de pesanteur se transformait en energie cinétique ?????

2)Quelle est l'énergie mécanique Em1 du pendule en cette position 1?J'ai pensé a cette formule:Epp1+Ec1

Epp1=m.g(1-0)??
Ec1=1/2.m.v²=0 car la bille est lâché sans vitesse?????



Merci d'avance si vous pouvez m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 26-02-07 à 19:01

Bonjour,

C'est presque parfait !
Oui pour 1a, 1b et 2

mais pas tout à fait d'accord pour le calcul de l'énergie potentielle :
La bille n'est pas en position 1 à 1 mètre au-dessus du point bas (ce que laisse supposer ton égalité) la bille est écartée d'un angle de 50°: à quelle hauteur au-dessus du point bas se trouve-t-elle alors ?

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:07

Merci

J'ai supposé que le point de réference c'est la où le point est en equilibre c'est a dire à la verticale Epp1=m.g(z1-z0) avec z0 le point de reference

mais la jene vois pas du tout comment faire cette inegalité

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:16

D'accord pour ta définitio[/sub]n de z[sub]0 : tu as bien choisi.

z1 est la hauteur du départ.

Que vaut z1 - z0 ?

Tu sais que la longueur du fil est L = 1,0 mètre
Tu sais que l'angle du fil avec la verticale au départ est 50°

Tu as fait un dessin bien sûr ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:17

Excuse-moi ; pas relu !

D'accord pour ta définition de z0 : tu as bien choisi
...
Que vaut z1 - z0 ?

...

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:22

Oui j'ai fait un dessin


Donc si je comprend bien pour avoir Z1 il faut que j'utilise l'angle mais comment?

Pendule simple

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:33

La différence de hauteur entre z1 et z0 est :

L - L.cos(50) = L.[1 - cos(50)]

D'accord ?

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:50

j'arrive pas a voir pourquoi L.cos(50)

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 26-02-07 à 20:59

Regarde :

Pendule simple

La longueur OH vaut L.cos(50) si l'angle = 50° et Oz0 = Oz1 = L

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 26-02-07 à 21:04

Ah oui!!!


d'accord merci beaucoup je vasi faire le calcul je te dis apres merci merci

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 26-02-07 à 22:09

Alors,


Epp1=m.g.[L*(L-cos(50))]
    =80*10^-3.9,8.(1.(1-cos(50)))
    =80*10^-3.9.8.(0.356)
    =0.279KJ=279J


Donc Em1=Ec1+Epp1
     Em1=0+279
     Em1=279J


Merci encore! je vais voir les autres question merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 27-02-07 à 07:58

Attention aux unités !

La masse doit être exprimée dans une unité cohérente avec les autres unités, sinon on trouve, comme ce que tu as trouvé, un résultat 1 000 fois trop grand !

Pour calculer l'énergie en joule :
il faut une force en newton et une distance en mètre
la force est le poids ; il se calcule à partir de la masse
la masse m = 80 grammes = 0,080 kg
et donc le poids est p = m.g = 0,080 * 9,81 = 0,78 N environ

La hauteur de chute est L.(1-cos50) = 1.(1-0,64) = 0,36 m environ 36 centimètres

La différence d'énergie potentielle entre les positions z1 et z0 est
Epp = m.g.L.(1-cos) = 0,080 * 9,81 * 1,0 * (1 - 0,64) = 0,28 joule (ou 0,28 J)

L'énergie cinétique est nulle en z1

Donc l'énergie mécanique de la bille est bien Em 0,28 J

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:40

ah oui c'est vrai j avais oublie que 0.36 etais en centimetre j'ai tjr ce p^robleme d'unité merci

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:42

mais 0.080 c'est en Kg et 9.8 est en N.kg-1

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:44

Décidément... 0,36 n'est pas en centimètre... 0,36 est en mètre

Fais vraiment attention aux unités !
Je t'en prie et à une prochaine fois !

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:46

ah vi!!!! mdr ca doit etre le matin qui fait ca loool

merci encore pour ton aide je vais esssayer de continuer les autres questions

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:46

Ta remarque de 11 h 42 :

oui 0,080 est en kg et 9,8 est en N.kg-1 et regarde bien :

(kg) * (N.kg-1) = N

Vérifie toujours ainsi tes expressions littérales et tes applications numériques !

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:48

oki!!!! voila une lueur dans mon petit cerveau!!!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:50

Une petite lueur... pour faire un grand pas en physique...

Tu peux poster les questions suivantes si tu veux une vérification de tes réponses.

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 27-02-07 à 11:53

d'accord merci je verrais ca cette aprem' peut etre ou ce soir^^


merci merci

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 27-02-07 à 21:50

donc voila la question suivante que j ai tenté de faire:

On considere que le pendule oscille
  a)Exprimer l'énergie mécanique du pendulepour une position quelconque repérée par un angle "teta" qu'il forme avec la verticale; la valeur de la vitesse de la bille est alors V.

j'ai pris l'ngle 30 et j'ai fait le meme calcul que pour l'autre et ca m'a donné

Ec=0.4V²+1.05J

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 07:04

Ce n'est pas ce qui t'est demandé.

Cette question te fait rechercher l'expression générale de l'énergie mécanique du pendule "pour une position quelconque" (pas seulement pour = 30° ; sinon tu es obligé(e) de recommencer ton calcul pour tous les angles possibles... tu n'auras jamais fini !)

Tu sais que cette énergie mécanique est constante pour toutes les positions (parce qu'il n'y a pas de frottements) : à tout instant quand le pendule oscille de l'énergie potentielle est transformée en énergie cinétique lors de la descente de la bille et de l'énergie cinétique est retransformée en énergie potentielle lors de la remontée de la bille.

Avec le niveau de référence (z0) que tu as choisi, l'énergie potentielle est nulle pour z0 et maximale pour z1 (soit à droite, soit à gauche) ; de même l'énergie cinétique est nulle aux points les plus hauts et maximale pour z0

Ce qui est important est que ces transformations entre ces deux formes d'énergie (cinétique et potentielle) se font de manière telle que l'énergie mécanique reste toujours constante.

Donc :
Quelle est l'expression littérale de :
. l'énergie cinétique en un point quelconque où la vitesse est v ?
. l'énergie potentielle en un point caractérisé par l'angle ?

Tu connais déjà la somme des deux...

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 11:29

Oulalalla je suis desespere sur ce coup la je sais juste que

Ec=1/2*m*v²

Epp=m*g*H


Mais apres je comprend pas du tout(ca doit etre mon cote un peu blonde )

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 11:38

C'est presque cela...

Ec = (1/2).m.v2 nous sommes d'accord

Pour l'énergie potentielle tu te souviens de la formule postée le 26 à 20 h 33 : cette formule était pour l'angle de départ, 50° mais elle est valable pour tout angle quelconque en écrivant que le H de ta formule est

H = L.[1-cos()]

et donc l'énergie potentielle s'écrit

Epp = m.g.L.[1-cos()]

Finalement l'énergie mécanique, qui à tout instant est la somme des énergies potentielle et cinétique, vaut

Em = m.g.L.[1-cos()] + (1/2).m.v2

D'accord ?

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 11:54

C'est tout ce qu'il y a faire???

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 11:58

Je ne sais pas moi... Tu n'as pas posté ton énoncé en entier, alors...

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 12:11

je parlais sur cette question la

les autres je les met mais j'y reflechirais cette aprem'


b) en utilisant la conservation de l'energie mécanique donner l'expression de la vitesse V en fonction de L, g, "têta" et "têta=50°"

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 12:19

Il n'y a pas beaucoup à faire, à partir de ce qui précède, pour trouver cette expression.
Bonne réflexion ! A ce soir !

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 19:08

Juste une petie question:

j'ai l'expression suivante

1/2.m.V²+m.g.L.(1-cos)

mais je voudrais passer le V² de l'autre côté j'aurais penser diviser le tout par V² mais je vois pas comment il arrive de l'autre côté de l'égalité?

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 20:20

Porte plutôt ta réflexion sur la simplification suivante :

m.g.L.(1-cos50) = (1/2).m.v2 + m.g.L.(1-cos)

car c'est ce que demande la question b)

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:01

c'est desesperant je suis trop nul meme ca je n y arrive pas

il faut simplifer "m.g.L"?????

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:06

Voyons... peut-être le clavier d'un ordinateur n'est-il pas le lieu idéal pour réfléchir posément.

(1/2).v2 = g.L.(cos - cos50)

v2 = 2.g.L.(cos - cos50)

v = [2.g.L.(cos - cos50)]

D'accord ?

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:26

tu as divisé m oki tu vois j y aurais meme pas pensé

heureusement que tu est la mille merci!!!!!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:27

Est-il fini ce problème ?

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:29

il me reste a calculer la vitesse V2 correspondant à la position 2: la position d'équilibre

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:30

C'est-à-dire aussi pour = 0° (mais tu y as pensé )

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:33

vi vi ca j'y est qd meme pensé^^ donc:

V=2*9.8*1(cos(0)-cos(50)
V=2.65m/s

je crois???

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:36



Tu crois bien

Posté par
ptitearwen45
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:38

C'est vrai ?? youhoouuu lool

merci mais c'est grace a toi!!


bon aller je vais rediger ca et attaquer els exo

je te remercie infiniment dee ton aide!!!!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Pendule simple 28-02-07 à 21:40

Je t'en prie
A une prochaine fois !



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