Commit 6440cb1e authored by Claude Meny's avatar Claude Meny

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Pipeline #22345 canceled with stage
......@@ -1019,44 +1019,44 @@ est alors_ $`A=|A_1 - A_2|`$.
* Une **fonction harmonique** de pulsation $`\omega`$, d'amplitude $`A`$ et de phase
à l'origine $`\varphi^0`$ s'écrit :
<br>
**$`U't)=A\,cos(\omega t + \varphi^0)`$**.
**$`U(t)=A\,cos(\omega t + \varphi^0)`$**.
* L'onde résultante *$`U(t)`$* est une *fonction harmonique si* il existe $`A`$ et $`\varphi^0`$
tels que :
<br>
*$`A\,cos(\omega t + \varphi^0)`$*
*$`\hspace{0.8cm}= A_1\;cos(\omega t + \varphi_1^0) + A_2\;cos(\omega t + \varphi_2^0)`$*.(Eq1)
<br>
L'existence de $`A`$ et $`\varphi^0`$ vérifiant cette égalité, si elle peut être intuitive,
n'apparaît pas comme une certitude immédiate.
<br>
Il faudrait réécrire les deux membres de l'équation sous une même forme afin que,
par identification des termes équivalents, des expressions de $`A`$ et $`\varphi^0`$
en fonction de $`A_1`$, $`A_2`$, $`\varphi_1^0`$ et $`\varphi_2^0`$ puissent être
trouvées, validant ainsi leur existence.
Il faudrait réécrire les deux membres de l'équation sous une même forme afin de,
par identification des termes équivalents, **trouver** des **expressions de $`A`$ et $`\varphi^0`$**
*en fonction de $`A_1`$, $`A_2`$, $`\varphi_1^0`$ et $`\varphi_2^0`$* pour valider ainsi leur existence.
* Une **piste** est de décomposer les termes en $`cos(\omega t + \varphi^0)`$,
$`cos(\omega t + \varphi_1^0)`$ et $`cos(\omega t + \varphi_2^0)`$, pour
*faire apparaître le facteur de phase commun $`\omega t`$ au sein de fonctions
**faire apparaître** le *facteur de phase commun $`\omega t`$ au sein de fonctions
trigonométriques*.
<br>
Pour cela, utilise la relation de trigonométrie :
*$`cos(a+b)=cos(a)\,cos(b)-sin(a)\,sin(b)`$*
<br>
et pour raccourcir les expressions que tu vas trouver, pose l'*écriture réduite*
*$`cos(\theta) = c\;\theta`$ et $`sin(\theta) = s\;\theta`$*.
*$`cos(\theta) = c\;\theta\quad`$* et *$`\quad sin(\theta) = s\;\theta`$*.
<br>
L'équation (eq1) se réécrit alors :
<br>
$`A\,[\,c\,\omega t\,c\,\varphi^0-s\,\omega t\,s\,\varphi^0]`$
$`\hspace{0.8cm}= \quad A_1\,[\,c\,\omega t\,c\,\varphi_1^0-s\,\omega t\,s\,\varphi_1^0]`$
$`\hspace{1.3cm}+A_2\,[\,c\,\omega t\,c\,\varphi_2^0-s\,\omega t\,s\,\varphi_2^0]`$.
$`\hspace{1.3cm}+\;A_2\,[\,c\,\omega t\,c\,\varphi_2^0-s\,\omega t\,s\,\varphi_2^0]`$.
<br>
Dans chaque membre de l'équation, regroupe les termes proportionnels à
$`c\,\omega t`$ et ceux proportionnels à $`s\,\omega t`$.
<br>
$`A\,[\,c\,\omega t\,c\,\varphi^0-s\,\omega t\,s\,\varphi^0]`$
$`\hspace{0.8cm}= \quad c\,\omega t\,(\,A_1\,c\,\varphi_1^0+A_2\,c\,\varphi_2^0\,)`$
$`\hspace{1.3cm}-s\,\omega t\,(\,A_2\,s\,\varphi_1^0+A_2\,s\,\varphi_2^0\,)`$.
$`\hspace{1.3cm}-\;s\,\omega t\,(\,A_2\,s\,\varphi_1^0+A_2\,s\,\varphi_2^0\,)`$.
<br>
L'identification des termes équivalents apparaît alors possible :
<br>
......@@ -1072,20 +1072,20 @@ qui vérifient pour tout $`\theta`$ :
$`cos^2(\theta) = [cos(\theta)]^2`$ et $`sin^2(\theta) = [sin(\theta)]^2`$,
<br>
Ainsi dans ton *écriture réduite* remplace
*$`(c\,\theta)^2 = c^2\,\theta\quad`$* et *$`(\quad s\,\theta)^2 = s^2\,\theta`$*.
*$`(c\,\theta)^2 = c^2\,\theta\quad`$* et *$`\quad (s\,\theta)^2 = s^2\,\theta`$*.
<br>
Tu obtiens ainsi :
<br>
$`A^2=\;\;A_1^2\;c^2\,\varphi_1^0 +A_2^2\;c^2\,\varphi_2^0`$
$`\hspace{2.1cm} + 2\,A_1\,A_2\,c\,\varphi_1^0\,c\,\varphi_2^0`$
$`\hspace{1cm} +A_1^2\;s^2\,\varphi_1^0 +A_2^2\;s^2\,\varphi_2^0`$
$`\hspace{2.1cm}+ 2\,A_1\,A_2\,s\,\varphi_1^0\,s\,\varphi_2^0`$
*$`\mathbf{A^2=}`$* $`\;\;A_1^2\;c^2\,\varphi_1^0 +A_2^2\;c^2\,\varphi_2^0`$
$`\hspace{2.4cm} + 2\,A_1\,A_2\,c\,\varphi_1^0\,c\,\varphi_2^0`$
$`\hspace{1cm} +\;A_1^2\;s^2\,\varphi_1^0 +A_2^2\;s^2\,\varphi_2^0`$
$`\hspace{2.4cm}+ 2\,A_1\,A_2\,s\,\varphi_1^0\,s\,\varphi_2^0`$
<br>
$`\hspace{0.7cm} = A_1^2\,(c^2\,\varphi_1^0 +s^2\,\varphi_1^0)`$
$`\hspace{2.1cm} + A_2^2\,(c^2\,\varphi_2^0 +s^2\,\varphi_2^0)`$
$`\hspace{2.1cm} + 2\,A_1\,A_2\,(c\,\varphi_1^0\,c\,\varphi_2^0 + s\,\varphi_1^0\,s\,\varphi_2^0)`$.
$`\hspace{0.7cm} =\;\; A_1^2\,(c^2\,\varphi_1^0 +s^2\,\varphi_1^0)`$
$`\hspace{1cm} + A_2^2\,(c^2\,\varphi_2^0 +s^2\,\varphi_2^0)`$
$`\hspace{2.4cm} + 2\,A_1\,A_2\,(c\,\varphi_1^0\,c\,\varphi_2^0 + s\,\varphi_1^0\,s\,\varphi_2^0)`$.
<br>
$`\hspace{0.7cm} =A_1^2\,+\,A_2^2\,+\,2\,A_1\,A_2\,c(\varphi_1^0 -\varphi_2^0)`$.
$`\boldsymbol{\mathbf{\hspace{0.7cm} =A_1^2\,+\,A_2^2\,+\,2\,A_1\,A_2\;c(\varphi_1^0 -\varphi_2^0)}}`$.
<br>
L'amplitude étant toujours par définition un nombre réel positif, tu obtiens au
final l'expression de $`A`$ :
......@@ -1094,15 +1094,15 @@ $`A=\sqrt{A_1^2\,+\, A_2^2\,+\, 2\,A_1\,A_2\,c(\varphi_1^0 -\varphi_2^0)}`$,
<br>
Soit en écriture non réduite :
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{A=\sqrt{A_1^2\,+\, A_2^2\,+\, 2\,A_1\,A_2\,cos (\arphi_1^0 -\arphi_2^0)}}}`$**
**$`\boldsymbol{\mathbf{A=\sqrt{A_1^2+A_2^2\,+\, 2\,A_1\,A_2\,cos (\varphi_1^0 -\varphi_2^0)}}}`$**
* Pour $`\varphi`$, tu connais en fonction de $`A_1`$, $`A_2`$, $`\varphi_1^0`$ et $`\varphi_2^0`$
les expressions de $`A\,s\,\varphi^0`$ et $`A\,c\,\varphi^0`$.
<br>
Il te sera donc facile de calculer l'expression de $`tan(\varphi^0)=\dfrac{sin(\varphi^0)}{cos(\varphi^0)}`$
pour en déduite l'expression de $`\varphi_0`$ car par définition
pour en déduite l'expression de $`\varphi_0`$, car par définition de la *fonction arctangente* :
<br>
$`arctan(tan(\varphi^0)=\varphi_0`$.
*$`arctan(tan(\varphi^0))=\varphi_0`$*.
<br>
Le calcul donne :
<br>
......@@ -1110,7 +1110,7 @@ $`tan\,\varphi^0 = \dfrac{s\,\varphi}{\,c\varphi}=\dfrac{A\,s\,\varphi}{A\,\,c\v
<br>
Soit au final en écriture non réduite :
<br>
**$`\boldsymbol{\mathbf{\varphi^0 = arctan\left[\dfrac{A_1\,sin\,(\varphi_1^0) + A_2\,sin\,(\varphi_2^0)}{A_1\,cos\,(\varphi_1^0) + A_2\,cos\,(\varphi_2^0)}\right]}}`$**.
**$`\boldsymbol{\mathbf{\varphi^0}}** **$`\boldsymbol{\mathbf{\;= arctan\left[\dfrac{A_1\,sin\,(\varphi_1^0) + A_2\,sin\,(\varphi_2^0)}{A_1\,cos\,(\varphi_1^0) + A_2\,cos\,(\varphi_2^0)}\right]}}`$**.
<br>
Tu as ainsi démontré un fait important :
<br>
......@@ -1120,19 +1120,21 @@ FAIRE UN ENCADRÉ RÉCAPTITULATIF, coloré, comme une image.
##### À quelles conditions l'onde résultante est-elle nulle ?
* L'onde résultante est nulle si son amplitude égale zéro : $`A=0`$.
* L'*onde résultante* est *nulle* si son amplitude égale zéro : *$`A=0`$*.
<br>
Donc l'onde résultante est nulle si l'égalité suivante est vérifiée :
<br>
$`\sqrt{A_1^2\,+ A_2^2\,+ 2\,A_1\,A_2\,(\,c(\,\varphi_1^0 -\varphi_2^0)}=0`$
**$`\sqrt{A_1^2\,+ A_2^2\,+ 2\,A_1\,A_2\,(\,c(\,\varphi_1^0 -\varphi_2^0)}=0`$**
<br>
Il n'est de premier abord par évident de dire si cette équation n'est vérifiée que
pour $`A_1=A_2`$ et $`|\varphi_1^0-\varphi_2^0|=\pi`$, ou si il existe une combinaison
d'amplitudes $`A_1\ne A_2`$ et de phases à l'origine $`|\varphi_1^0-\varphi_2^0|\ne\pi`$
qui, en se compensant, annule l'amplitude $`A`$ de l'onde résultante.
<br>
Ici est étudié la superposition de deux ondes harmoniques, donc les amplitudes de
chacune est non nulle : $`A_1\ne 0`$ et $`A_2\ne 0`$.
*Ici* est étudié la superposition de deux ondes harmoniques, donc les amplitudes de
chacune est non nulle : *$`A_1\ne 0`$* et *$`A_2\ne 0`$*.
à terminer
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