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Pendule simple
Voila un des exercices de mon DM j'aurai besoin d'un ptit coup de pouce
Un pendule simple est constitué d'une bille de petite dimension,de masse m=100g,reliée à un support fixe par un fil de longueur L=100cm et de masse négligeable.
On écrate ce pendule de sa position d'équilibre d'un angle 0=30° et on le lache sans vitesse initiale.Après 20 oscilliations, l'écartement angulaire maximal n'est plus que de 15°.
1)Faire l'inventaire des forces qui s'appliquent à la bille du pendule et les représenter sur un schéma du dispositif.
a) au repos dans sa position, d'équilibre
b) En mouvement
2)Au cours des oscilliations:
a)Le mouvement de la boule est il uniforme?
b)L'une des forces ne travaille pas. Laquelle? Pourquoi?
3)Déterminer l'expression littérale du travail du poids de la bille du pendule entre sa position initiale et une position quelconque repérée par l'angle entre le fil et la verticale.
4)Calculer le travail du poids pendant les 20 premières oscilliations
Alors a la
1)a) j'ai mis le poids et la tension du fil
b) je ne vois pas kel force en plus de ces 2 la rajouté pouvez vous m'aider svp
merci
Bonjour quand même...
S'il n'y avait que ces deux forces, la bille remonterait toujours à la même hauteur et donc au bout de 20 oscillations l'écartement angulaire maximal serait toujours de 30°
Comment appelle-t-on les forces qui gênent les mouvements ?
oki donc ces forces de frottements el sont dans le sens inverses du déplacement et perpendiculaire a la bille??
Bien sûr, les forces de frottement dans l'air. Comment crois-tu qu'un avion vole ?
Il y a aussi probablement d'autres forces (au point de suspension) mais on les négligera ; et l'énoncé demande les forces appliquées à la bille.
Ces forces de frottement n'interviennent que s'il y a mouvement.
Donc :
. pour la question 1a : poids, tension du fil ; la poussée d'Archimède (qui existe) est négligeable pour une bille en acier
. pour la question 1b : poids, tension du fil et forces de frottement opposées au mouvement.
Quelle est ta réponse pour la question 2a ?
Pour la question 2a il faudra seulement savoir la définition d'un mouvement uniforme et le comparer avec ce cas là 
je pense que les forces se compensent donc que la bille a un mouvement rectiligne uniforme dans le referentiel terrestre donc p+f+t(vecteurs)= vecteur nul non??
Ce que tu as écrit est vrai quand la bille est immobile (première loi de Newton : la somme des forces - poids et tension du fil - est nulle)
Quelle est la direction de la tension du fil ?
Quelle est la direction du poids ?
Quand la bille n'est pas à sa postion d'équilibre la somme (vectorielle) de ces deux forces peut-elle être nulle ?
Un mouvement uniforme veut dire que la vitesse reste la même;Or on sait que et comme
change entre le début et la fin donc la vitesse change aussi alors ce n'est pas un mouvement uniforme.
la direction de la tension du fil est de 15°
et le poids vers le bas 90° avec l'horizontale
la somme vectorielle de ces 2 forces bn elle peut pas etre nul
La somme vectorielle ne peut pas être nulle. Donc ce n'est pas la première loi de Newton qui s'applique et le mouvement ne peut pas être rectiligne uniforme.
D'autre part comme ce mouvement est le long d'un arc de cercle, que la vitesse augmente à chaque descente de la bille et diminue à chaque remontée de la bille, ce mouvement n'est pas uniforme non plus.
Sur les trois forces (poids, tension du fil et forces de frottement) deux travaillent et une ne travaille pas ; laquelle et pourquoi ? (relis ton cours sur le travail d'une force si tu hésites).
Ben euh le poids travaille et aussi la force de frottements
donc la tension du fil ne travaille pas
c'estca?
C'est exact, c'est bien la tension du fil qui ne travaille pas.
Pourquoi ? (relis ton cours... dans quel cas une force ne travaille-t-elle pas ?)
Très, très joli ! Bonjour J-P ue force ne travaille pas qaund son travail est nul c'est a dire perpendiculaire au déplacement
c'est ca??
Une force ne travaille pas quand à tout instant sa direction est perpendiculaire à la direction du déplacement de son point d'application.
Pourquoi est-ce le cas ? (réponds avec un tout petit peu de géométrie...)
Tu connais la direction de la force : c'est la tension du fil dont la direction est à tout instant celle du fil
Quel est à tout instant la direction du déplacement de la bille par rapport à ce rayon de l'arc de cercle qui est le fil ?
Woui... la direction du déplacement est à tout instant, en tout point, selon la tangente au cercle en ce point ; et la tangente au cercle en un point est perpendiculaire au rayon qui joint le centre du cercle à ce point.
Troisième question ?
sachant que Wab (P)= P X (Za-Zb)
Alors ...on a L=100 cm soit 1 m
m=100g soit 0.1kg
p=0.1X10 = 1N
Je ne vois pas comment calculer la distance
Ce n'est pas cela.
Il va falloir faire un peu de trigonométrie.
Tu peux adopter par exemple comme origine des altitudes (l'altitude zéro) le plan horizontal passant par la position la plus basse de la bille (sa position d'équilibre, sa position quand elle est immobile).
Quelle est alors l'altitude pour la position de départ (
= 30°) ?
Quelle est l'altitude pour un angle quelconque ?
Pour la position de départ on a donc
la longueur du fil qui fait 1 mètre soit l'hypotenuse
pour un angle a=30° on utilise le cosinus= adjacent/hypotenuse
cos30°=adjacent/1 ce qui equivaut a adjacent = cos30° soit 0.9m c ca?
Merci à J-P pour sa figure !
yoyo51000 >> Tu arrondis de manière un peu "violente" : oui, SC = 0,866 m
Et que vaut SB pour un angle 
quelconque ? (donc une réponse littérale en fonction de )
Presque ...
SD = 1 * cos()
et comme
SC = 1 * cos(30°)
CD = cos() - cos(30°)
Tu sais maintenant de combien s'est déplacé (parallèlement à sa direction) le poids.
Que vaut le travail du poids WP ?
Oui, c'est cela
Le travail du poids entre la position de départ, le point A de la figure postée par J-P, d'altitude C et une position quelconque, repérée par l'angle comme la position B d'altitude D est :
WP = m.g[cos() - cos(30°)]
_______________
Au bout de 20 oscillations l'angle maximal est devenu 15°
Quel est le travail du poids pour ces 20 oscillations ?
Avec m = 100 g = 0,1 kg et g = 10 N.kg-1
Oui, le travail vaut bien 0,1 joule ! C'est le travail moteur du poids ; cette énergie est devenue chaleur (agitation des molécules d'air) : le travail résistant des forces de frottement est donc égal et opposé.
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