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pendule simple

Posté par
fidele11
24-04-21 à 21:33

Bonsoir,
Besoin d'un coup de main pour cet exercice:

Un pendule simple est constitué d'un fil inextensible de masse négligeable et de longueur L.
À l'une de ses extrémités, est attaché un solide ponctuel (S), de masse m, l'autre extrémité est fixé en O. Le pendule est écarté d'un angle ∅max=8° puis lâché sans vitesse initiale. On néglige les frottements.
1-Établir l'équation différentielle des oscillations du solide puis, en déduire l'expression de la période To du mouvement du solide.
2-En appliquant le théorème du centre d'inertie, montrer que la tension du fil au passage par la verticale a pour expression : T=mg(3-2cos*∅max) .


1) Pour la première question, j'ai montré que l'équation différentielle des oscillations du solide est
\frac{d^{2}ø}{dt^{2}}+\frac{g}{L}=0 et la période est T_{0}=2*pi*\sqrt{\frac{L}{g}}

2) Mais pour cette question je n'y arrive pas... bien qu'en appliquant le théorème du centre d'inertie on a:

*système étudié: pendule simple;
*référentiel terrestre supposé galiléen ;
*Bilan des forces extérieures appliquées au solide ponctuel:
Son poids \vec{P} et la tension du fil \vec{T}.
D'après le TCI,
\vec{P}+\vec{T}=m*\vec{a_{G}}
...mais je vois pas ce qu'il faut faire ...

Posté par
vanoise
re : pendule simple 24-04-21 à 21:42

Bonsoir
Il faut projeter cette relation sur un axe colinéaire au fil. Tu vas avoir besoin de l'expression de l'accélération normale...

Posté par
fidele11
re : pendule simple 24-04-21 à 22:43

En la projetant sur l'axe orienté suivant la tension on obtient
-Pcos∅max + T= m*a
Avec a=V²/L et V la vitesse linéaire =L.V'
V' étant la vitesse angulaire.
En remplaçant a dans l'equation , V' apparaitra aussi

Posté par
fidele11
re : pendule simple 24-04-21 à 22:43

En la projetant sur l'axe orienté suivant la tension on obtient
-Pcos∅max + T= m*a
Avec a=V²/L et V la vitesse linéaire =L.V'
V' étant la vitesse angulaire.
En remplaçant a dans l'equation , V' apparaitra aussi

Posté par
vanoise
re : pendule simple 24-04-21 à 22:56

Le théorème de l'énergie cinétique ou un raisonnement sur la conservation de l'énergie mécanique permet d'obtenir l'expression de v2/L pour aboutir au résultat demandé.

Posté par
fidele11
re : pendule simple 25-04-21 à 07:34

D'accord,
Je trouve bien le resultat demandé en appliquant ces methodes.

Merci à vous.



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