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47dc2ab3
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47dc2ab3
authored
Nov 04, 2022
by
Claude Meny
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.../40.classical-mechanics/30.n3/07.coherence/textbook.fr.md
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12.temporary_ins/40.classical-mechanics/30.n3/07.coherence/textbook.fr.md
View file @
47dc2ab3
...
...
@@ -658,6 +658,29 @@ $`\Longrightarrow\quad\mathscr{l}\;\dfrac{d^2\theta}{dt^2}\;+\;g\,\sin\theta=0`$
_(Exercice suivant à proposer : "en deça de quelle valeur doit rester la vitesse initiale (suivant la position initiale)_
_pour que le fil reste tendu ?".)_
En première approche, cette équation différentielle se simplifie si on limite l'étude au cas où
l'angle $`
\t
heta
`$ reste suffisamment petit tout au long de la trajectoire, pour que l'approximation
$`
\s
in
\t
heta
\a
pprox
\t
heta
\;
(rad)
`$ soit acceptable.
Dans ce cas l'équation du mouvement devient
$`
\L
ongrightarrow
\q
uad
\m
athscr{l}
\;\d
frac{d^2
\t
heta}{dt^2}
\;
+
\;
g
\,\t
heta=0
`$ avec $`
\t
heta
`$ exprimé en radian.
Cette équation différentielle admet pour solution générale
$`
\t
heta(t)=A
\;\c
os(
\o
mega_0 t)
\;
+
\;
B
\;\s
in(
\o
mega_0 t)
\q
uad
`$ avec $`
\o
mega_0=
\s
qrt{
\d
frac{g}{l}
`$
_Idée : Proposer pour cette page d'exercice d'application de la dynamique un mode OUTIL-MATH avec en parallèle_
_les coordonnées cylindriques, et les équations différentielles._
L'équation particulière correspondant à une mise en mouvement du pendule nécessite de préciser des conditions initiales,
c'est à dire la position $`
\t
heta (t=0)
`$ et la vitesse angulaire $`
\d
frac{d
\t
heta}{dt}
\r
ight
\l
vert_{t=0}
`$ ou linéaire
$`
\m
athscr{v}(t=0)=
\m
athscr{l}
\;\d
frac{d
\t
heta}{dt}
\r
ight
\l
vert_{t=0}
`$ à l'origine choisie sur l'axe du temps.
Le corps du pendule peut se détacher du fil ou le fil peut se rompre si la force $`
\o
verrightarrow{R}
`$ est trop forte.
$`
\o
verrightarrow{R}
`$ ayant une composante dépendante du mouvement (projection des forces d'inertie sur $`
\o
verrightarrow{e_{
\r
ho}}
`$),
Il peut être utile d'exprimer $`
\o
verrightarrow{R}
`$ en fonction des caractéristiques du mouvement à chaque instant.
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