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periode du pendule

Posté par
dju8628
29-12-08 à 18:15

bonjour tout le monde, jai quelques petits soucis et ça serait trés gentil de m'éclairer...
voici le sujet :
un solide ponctuel de masse m est suspendu à un fil métallique OA de longueur L et de masse négligeable. l'ensemble oscille sur un plan vertical. A un instant t on lance le solide vers le bas avec un vecteur vitesse Vo, alors que le solide est écarté de sa position d'équilibre d'un angle o. Vo est perpendiculaire à la direction du fil.
toute l'étude sera faite dans le référentiel géocentrique supposé galiléen. la rotation de la Terre est négligée.

1.Donner l'expression de la periode propre du pendule au niveau du sol. le pendule bat la seconde au niveau du sol. quelle est la valeur To?
voici ce que j'ai fait : => To= 2(l/g)
To = 1sec (je comprends pas trés bien le "bat a la seconde au sol")

2. Donner une estimation de la valeur de la longueur du fil lorsque le pendule bat à la seconde en un lieu où l'intensité de la pesanteur vaut go = 9.8m/s2
=> To2= 42(l/g)
L = (g x To2)/(42
L = 0.25 m = 25 cm

3. Quelle serait la période de ce pendule est transporté en un lieu où g = go/4
=> To2 = 4 x (42 x L)/go
To = 2sec

je sais pas si mes resultats sont bons mais je suis bloquée pour la suite en tout cas..

4. on imagine que ce pendule est transporté dans une station orbitale située à l'altitude z.
a) a partir de la loi de gravitation de Newton établir l'expression du champs de pesanteur g à l'altitude z en fonction de go, z et R rayon terrestre.
Retrouver l'expression approchée de g lorsque z est petit devant R mais non négligeable.

b)Donner l'expression de la nouvelle période propre T du pendule dans la station orbitale en fonction de z, To, R lorsque z est petit devant le rayon terrestre. En déduire le rapport (T-To)/To en fcontion de z et R.

c)Le pendule est le balancier d'une horloge : l'horloge ayant été réglé au sol, observera t'on un retard ou une avance de l'horloge? justifier.

merci beaucoup de m'aider!
bonne journée

Posté par
Marc35
re : periode du pendule 30-12-08 à 21:30

"le pendule bat la seconde au niveau du sol"... Pas trop clair effectivement mais ça veut dire que la période du pendule est 1 s.
Les réponses aux questions 1, 2 ,3 me paraissent correctes.
4 a :
à la surface de la terre : F0 = G m M T / R2 = m g0
à l'altitude z :                Fz = G m M T / (R + z)2 = m g
Donc : g / g0 = (G m M T / (R + z)2) x (R2 / G m M T) =  R2 / (R + z)2
g = g0 R2 / (R + z)2

g = g0 / (1 + z / R)2
g g0 / (1 + 2 z / R)  si  z << R

4 b :
T = 2(L / g)
T = 2(1 + (z / R))(L / g0)
T = T0 (1 + (z / R))

(T-T0)/T = z / R

4 c :
T > T0, la période du balancier étant plus longue, on observera un retard de l'horloge.



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