Bonjour
Beaucoup de points communs entre ce TP et celui déjà effectué sur le pendule. Revois si nécessaire les réponses déjà fournies.
2.1.a et 2.1.b : OK
2.1.c : tu portes en abscisse les valeurs de m et en ordonnées les valeurs de l'allongement donc : ???
2.1.d : pour simplifier, inutile de revenir aux unités des grandeurs fondamentales. "k" est simplement le quotient d'une force par une distance ; donc ???

2.1.c : On a une droite moyenne passant par l'origine car une équation de la forme y=ax avec y=l0-lv, a=k et m=x ?
l0-la=km ?

2.1.d : d'après la formule précédente, on a l0-lv = km
Donc k=l0-lv/m donc m/kg —> cm.kg^-1 ? Ou m.kg^-1 ?

Je crois que ce n'est pas possible ce que j'ai fait juste avant, (l0-lv)=mg/k, donc je ne peux pas avoir l0-lv=km

y=l0-lv, x=m, a=g/k ?

l0-lv=g/k . m

k= g/l0-lv . m

P en N=mg en N

Donc N/m soit N.n-1

y=l0-lv, x=m, a=g/k ?

l0-lv=(g/k) . m

k= (g/l0-lv) . m

P en N=mg en N

Donc N/m soit N.n-1

m^-1 pas n-1

D'accord merci donc bien N.m-1

Pour la suite s'il vous plait ?

Lis attentivement les documents et fait des propositions de réponses. Je corrigerai si nécessaire.

Je l'ai fait dans mon premier message, j'ai donné quelques  « réponses » pour les parties 2.2 et 2.3. A moins que vous vouliez dire que ce n'est pas suffisant pour que vous m'aidiez ?

Je réponds à tes questions concernant les autres paragraphes.
2.2.c)
(l_o-l_v=l_o+l_v
Chaque incertitude absolue est déduite de la technique de mesure. Pas de méthode statistique possible puisque chaque mesure n'est réalisée qu'une fois.
m : chaque masse n'est mesurée qu'une fois là aussi ; tenir compte de la notice du constructeur.
L'incertitude sur g est négligée je pense : la valeur de g est connue avec une précision suffisante. Évidemment ne pas arrondir g à 10N/kg !

2.2.c) donc DeltaAllongement=0,5+0,5=1mm

Pour la masse, il faudra attendre le jour du TP ?

2.3.b)J'ai pensé qu'il fallait utiliser les réponses de la partie 2.1 mais c'est un peu du recopiage de la première partie ?

De quel type est la relation entre l'allongement du ressort et la masse ? : On a une droite moyenne passant par l'origine car une équation de la forme y=ax donc fonction affine et linaire

L'expression théorique est-elle vérifiée ? : Oui, on observe bien une droite moyenne passant par l'origine sur le graphe (enfin une fois qu'il sera fait)

Quelles pourraient être les sources d'une différence, le cas
échéant ?
Je ne sais pas (pas compris la question),la cause d'une différence, l'erreur expérimentale ?



Aussi, je me suis trompé, j'ai mis deux fois le même fichier pdf, voici le bon :


PDF - 350 Ko

Donc  y=a.x

Tout est correcte jusqu'ici ?

Quand pensez-vous de mes réponses pour la partie 2.3 ?

Pardon, je voulais plutot dire "Qu'en pensez-vous de mes réponses c) et d) pour la partie 2.3  ?

C'est bon pour l'instant. Tu pourras affiner une fois les manipulations effectuées.

Merci, pour la 3.1 :

3.1)a) Somme Fext/S =ma
P+Fr=ma

mg-k(l0-lv)=ma

Je m'arrete là ?

b)mg-k(l0-lv)=ma
Or a=dv/dt = (d^2(l0-lv))/dt^2
Donc mg-k(l0-lv)=m . [(d^2(l0-lv))/dt^2]
La je bloque à cause de mg, s'il n'y avait pas lg, j'arriverais à trouver l'équation...

Pour l'étude théorique dynamique, il faut poser l'allongement sous la forme : (l_o+x-l_v). Cela revient à choisir comme  origine des abscisses x la position d'équilibre.
L'application de la relation fondamentale de la dynamique se simplifie en tenant compte de la condition d'équilibre et fournit l'équation différentielle de ton document.

Je n'ai pas compris le x, ni pourquoi on s'intéresse à l'axe des abscisses ?

"la condition d'équilibre" c'est P+Fr=0 ?
-mg+k(l0+x-lv)+m . [(d^2(l0-lv))/dt^2] = 0 ?

Tu n'as pas compris... Le mouvement est vertical ; ton professeur place l'axe des "x" vertical.
Revois un peu ton cours de mécanique : tu mélanges l'étude de l'équilibre (résultante des forces égale au vecteur nul) et l'étude dynamique (application de la relation fondamentale de la dynamique. Ensuite : reprends mon message précédent...

Un problème, on note x=l-l0 dans l'énoncé donc l0+x-lv=l0+l0-lv-lv ?

mg-k(l0+x-lv)=ma
Or a=dv/dt = (d^2(l0+x-lv))/dt^2
Donc mg-k(l0+x-lv)=m . [(d^2(l0+x-lv))/dt^2]

(-k/m)(l0+x-lv-mg/k)=[(d^2(l0+x-lv))/dt^2]
(-k/m)(l0+x-lv-mg/k)-[(d^2(l0+x-lv))/dt^2]=0
(k/m)(l0+x-lv-mg/k)+[(d^2(l0+x-lv))/dt^2]=0
C'est correcte pour l'instant?

Enfin plutôt l0+l-l0-lv=l-lv ?

Que vaut la dérivée d'une constante par rapport au temps. Au cours du mouvement, seule la valeur de x varie... Franchement : as-tu suivi un cours de mécanique avant de faire ce TP ?

La dérivée est nul ?

Je n'ai pas de cours de mécanique mais des cours de physique dans lequel on a fait ces cours pour l'instant "Energétique du point matériel
dans un référentiel galiléen" et "Eléments de cinématique du point matériel -
Coordonnées polaires et cylindriques"

donc que vaut la dérivée seconde par rapport à t de (l_o+x-l_v) ?
Tu devrais arriver à l'équation différentielle vérifiée par x qui figure dans ton document.

[(d^2(l0+x-lv))/dt^2]=0 ?

Mais donc
mg-k(l0+x-lv)=ma
Donc mg-k(l0+x-lv)=m. 0 ?

Je ne vois pas comment arriver à l'équation attendue, j'ai l'impression qui j'y étais presque dans mon message de 15:25, mais il aurait fallu que l0+x-lv-mg/k=x

En prenant comme déjà expliqué l'origine des abscisses à la position d'équilibre, tu as directement une accélération :

En prenant l'origine des abscisses au point bas du ressort à vide, tu obtiens le même résultat :



Le principe fondamental de la dynamique donne en projection sur l'axe des x, axe orienté vers le bas :





Or, la condition d'équilibre étudiée précédemment est :



D'où l'équation différentielle vérifiée par x :



Cela correspond bien à celle de ton document.

Ah d'accord merci, je crois avoir bien compris...

Pour la question suivante, j'ai deux méthodes, je connais de tête que T0=2pie racinecarre(m/k)

Première méthode :
D'après l'énoncé, w0=2pie/T0
Je sais que w=racinecarré(k/m) (c'est écrit dans mon cours mais je ne sais pas si je dois prouver comment j'ai obtenu ce résulat)
Donc T0=2pie/racinecarre(k/m)=2pie racinecarré(m/k)


Deuxième méthode :
On a (d² x/dt²)  + kx=0 et  𝑥(𝑡) = 𝑥_m 𝑐𝑜𝑠 (𝜔0𝑡 + 𝜙)
On dérive deux fois x(t) :
dx(t)/t=-𝑥_mwsin(𝜔0𝑡 + 𝜙)

d²x(t)/t²=-𝑥_mw²sin(𝜔0𝑡 + 𝜙)
=-𝑥_m(4pie²/T0²)x(t)

On remplace dans (d² x/dt²)  + (k/m)x=0
-(4pie²/T0²)x(t)  + (k/m)x(t)=0
[-(4pie²/T0²)  + (k/m)]=0
Donc :
-(4pie²/T0²)  + (k/m)=0
4pie²/T0² =k/m
4pie²m/T0² =k
T0² =4piem/k
T0 =2pieracinecarre(m/k)


Quelle est la méthode correcte (enfin s'il y a bien une réponse correcte parmi les deux)

Je prend un peu d'avance,
Pour la d) On a T0^2=(4pie^2/k)m
Est-ce que je dois expliquer la raison de ce choix ? Car je ne sais pas par quoi justifier

e)Je ne sais pas

Tu as ici un cours sur les oscillateurs harmoniques...

Ce n'est pas correcte ce que j'ai fait ?

Selon moi la deuxième méthode à l'air correcte ?

Enfin, à part quelques étourderies :

On a (d² x/dt²)  + kx=0 et  la solution générale 𝑥(𝑡) = 𝑥m 𝑐𝑜𝑠 (𝜔0𝑡 + 𝜙). On sait que W0=2pie/T0
On dérive deux fois x(t) :
dx(t)/t=-𝑥mw0sin(𝜔0𝑡 + 𝜙)

d²x(t)/t²=-𝑥w0²sin(𝜔0𝑡 + 𝜙)
=-(4pie²/T0²)x(t)

On remplace dans (d² x/dt²)  + (k/m)x(t)=0
-(4pie²/T0²)x(t)  + (k/m)x(t)=0
[-(4pie²/T0²)  + (k/m)]x(t)=0
x(t)=0 ou -(4pie²/T0²)  + (k/m)=0

Donc :
-(4pie²/T0²)  + (k/m)=0
4pie²/T0² =k/m
4pie²m/T0² =k
T02 =4piem/k
T0 =2pieracinecarre(m/k)

Démonstration correcte.

merci, il y a quelques questions où j'aimerai savoir ce qui est attendu, je les mets toute car le TP a lieu demain matin donc plus de temps...

d) On a T0^2=(4pie^2/k)m
Est-ce que je dois expliquer la raison de ce choix ? Car je ne sais pas par quoi justifier

e)Je ne sais pas

g)je ne sais pas, faire des mesures expérimentales plus précises ?

4)c) Est-ce qu'on demande quelque chose du genre (un peu comme en électronique):
En série K(tot)=kA+kB et en parallèle 1/K(tot)=1/KA+1/KB ? Il y a un calcul à faire pour arriver à ces formules ?

Pour la conclusion, que pensez-vous quel doit conclure ?

Voir les analogies avec l'expression de T en fonction de "l" pour le TP précédent sur le pendule simple.
4c) les analogies se font avec les condensateurs, pas avec les résistances. Tu trouveras les démonstrations sur ce document :

D'accord merci, j'ai compris pour ces deux questions (effectivement c'est pareil que pour le pendule)

Sauriez-vous m'aider pour les questions e,g et la conclusion ?

J'ai finalement réussi, merci beaucoup pour votre aide ! (Et aussi désolé pour mes problèmes de réflexion)