(Re)bonjour, je sais qu'ici c'est un forum de Maths exclusivement, mais c'est le meilleur forum que je connaisse donc je poste ici ^^ désolé si j'aurais pas du
J'ai fait un petit schema.
Alors, lénoncé: Un oscillateur est constitué d'un solide de masse m, immergé dans un fluide de masse volumique p. Cette masse est suspendue a un ressort de raideur k dont l'autre extrémité est accrochée a une lame vibrante.L'extrémité de la lame fixée au ressort decrit des oscillations sinusoidales quasi rectilignes d'amplitude A et de frequence N=w/2Pi
Oscillations du vibreur: y(t)=A cos(wt)
Frottements du liquide sur la masse: F=-f.v. On suppose que lorsque le vibreur n'agit pas et que le systeme est a l'equilibre, x=y=0.
Question : Etablir l'equation differentielle régissant les déplacements de m.
NB: Certaines données de l'exo peuvent servir a d'autres questions uniquement...
Bon, de mon côté, j'ai utilisé le Principe fondamental de la dynamique, soit la somme des forces=m(dv/dt) et j'obtiens donc:
mg.ex -k(x-x0).ex -f.v=m(dv/dt) et donc x'' + (f/m)x' + (k/m)(x-x0) -g=0
Avec la condition d'equilibre, x=0=x'=x'' et ==>x'' +(f/m)x'+(k/m)x =0
J'ai donc isolé les mouvements en ignorant la lame vibrante, maintenant je ne vois pas comment finir avec la lame justement...Merci d'avance de me dire si j'ai fait une erreur pour l'instant, ou si ce que j'ai fait est inutile, et merci de m'aider sur la question Bonsoir a tous
SIouplé...je sais que c'est de la physique mais je sais pas ou demander sinon j'ai essayé de juste rajouter la force sur la lame a savoir A cos(wt) dans l'equation...je sais pas si c'est ça ...
J'ose espérer que la masse reste en permanence dans le liquide lors de son mouvement, ce que ne suggère pas ton dessin.
Je ne m'y retrouve pas dans tes notations, j'en ai pris d'autres.
Essaie de voir si tu comprends ce qui suit:
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Allongement du ressort par rapport au repos: Delta L
Delta L = A - A cos(wt) + y (y ètant l'ordonnée du centre d'inertie de la masse, le 0 étant à la position de repos).
Force ressort = k.(A - A cos(wt) + y)
force de frottement F = -f dy/dt
Force sur la masse = k.(A - A cos(wt) + y) - f.dy/dt
-m.d²y/dt² = k.(A - A cos(wt) + y) - f.dy/dt
m.d²y/dt² - f.dy/dt + ky = -A.k.(1 - cos(wt))
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Sans garantie.
salut,
je suis pas vraiment sur de mon coup, ca va faire longtemps que j'ai pas joué à la méca :
tu as utilisé pour la force du ressort la formule
F=k(x-x0)
or d'origine la formule donne
F=kl
La formule que tu as utilisée est donc valable dans le cas où l'un des cotés du ressort est fixe.
Or ici l=x-(x0-x1)) avec x1 le mouvement de l'autre coté
et x1=y(t)
Attention aux signes dans l'équation, il est possible que mon l soit faux, mais le raisonnement d'utiliser l'allongement de l'autre coté semble bon...
Je ne comprends pas, pour le ressort la force sera ici -k*Delta L car orienté dans le sens contraire de mon vecteur de référence ex, non?
Et pour Delta L il vaut combien finalement? Je n'arrive pas a trouver l'égalité des deux réponses que vous m'avez donné pour le Delta L...
Merci d'avance
Et OUI la masse reste dans l'eau, désolé... je n'ai pas mis assez d'eau
Je ne sais pas à qui est adressé le message de ptitjean.
J'explique comme si c'était sur mon post que la remarque était adressée.
Non pas du tout, mon raisonnement tient compte du fait que les 2 cotés du ressort sont en mouvement.
Soit le machin au repos dans la position initiale de ton dessin.
Les cotes en rouge fixent pa position de repos.
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A un instant t, le haut du ressort est en A.cos(wt) (en mauve sur le dessin)
Et la masse est quelque part à y de sa position de repos.
Au repos le ressort (jusqu'au centre d'inertie de la masse) a une longuer Lo.
A l'instant t, le ressort à ule longuer (en bleu sur le dessin) de A - Acos(wt) + Lo + y
Par rapport au repos, a l'instant t, le ressort a donc un allomngement de (A - Acos(wt) + Lo + y) - Lo,
Soit un allongement de (A - Acos(wt) + y)
Et ceci tient bien en compte que le haut du ressort a bougé et le bas aussi.
Donc la force exercée par le ressort sur la masse à l'instant t est bien :
F = k.(A - Acos(wt) + y)
Les forces de frottements, sont à l'instant t: F = -k.dv/dt
La force résultante sur la masse est bien R = k.(A - Acos(wt) + y) - k(dv/dt)
et cette force (Force = ma) communique une accélération d²y/dt² telle que R = -m.d²y/dt²
--> Eq différentielle:
-m.d²y/dt² = k.(A - Acos(wt) + y) - k(dv/dt)
telle que donnée dans ma réponse précédente.
(Et en tenant compte que les 2 cotés du ressort sont en mouvement).
Quand l'équation sera résolue, les conditions initiale à prendre en considération pour trouver les valeurs des constantes d'intégration sont:
y(0) = 0
et (dy/dt)(0) = 0
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Merci beaucoup de ta patience, je vais essayer de comprendre ... bonne soirée
Et le poids de la masse pourquoi tu ne l'ajoutes pas aux forces agissant sur elle?? Et je n'arrive pas a reconnaitre l'application du PFD ici . Je vois bien un -m.d²y/dt² mais normalement c'est m(dv/dt) non..? Et pourquoi tu dis que Lo va jusqu'au centre d'inertie de la masse? Le ressort s'arrête avant non?
Pourrais-tu, etant donné de ton extrême gentillesse (^^), poser l'equa. dif. à l'aide du PFD?
PS: Il n'y a aucune agressivité dans mes propos
désolé JP le message n'était pâs pour toi mais pour pupil, dans le fait qu'il avait oublié de prendre en compte le "double-mouvement" du ressort dans ce qu'il avait fait
Le raisonnement de JP ets correct
Une petite erreur à noter
Tu as donné la force F=-kdv/dt mais c'est -fv par définition (k est déjà utiliser dans le ressort)
tu retrouves alors l'equa diff
-m.d²y/dt² = k.(A - Acos(wt) + y) - fdy/dt
bonne résolution
Mais en appliquant le PFD on obtient quoi?
Merci a vous deux
PFD ?
Principe fondamental de la dynamique, I presume.
Et bien on trouve l'équation qui a été établie, soit, à ma distraction près, corrigée par ptitjean et comme je l'avais écrit dans ma première réponse:
-m.d²y/dt² = k.(A - Acos(wt) + y) - f.dy/dt
qui donne:
m.d²y/dt² - f.dy/dt + ky = -kA.(1-cos(wt))
Qu'est-ce qui te préoccupe ?
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