Exercice corrigé pendule elliptique
• Système de 2 points : S {M1(m1), M2(m2)} ;
• Référentiel R : Oxz galiléen ;
• Question :
R
Comment Zlatan va-t-il décrire les oscillations x (t) de
M1 d’une part, et les oscillations θ (t) de
M2 d’autre part, le tout dans R ?
M1
g
x(t)
θ(t)
M2
PENDULE ELLIPTIQUE : OBJET DE L’ÉTUDE ?
• Système de 2 points : S {M1(m1), M2(m2)} ;
• Référentiel R : Oxz galiléen ;
• Question :
R
Comment Zlatan va-t-il décrire les oscillations x (t) de
M1 d’une part, et les oscillations θ (t) de
M2 d’autre part, le tout dans R ?
M1
g
x(t)
θ(t)
M2
BILAN DES FORCES EXTERIEURES ET
INTERIEURES AU SYSTÈME, DANS R GALILEEN
• Forces subies par M1(m1) :
• Poids : P1 = m1 g = + m1 gu y
• Réaction du rail :
RN 1 = − R1 u y
R
• Tension du pendule :
RN 1
ux
M1
T1 = T1 ur
• Forces subies par M2(m2) :
• Poids : P2 = m2 g = m2 gu y
• Tension du pendule :
P1
uy
T1
T2
T2 = −T2 ur
M2
P2
ur
g
EMPLOI DES SEULES FORCES EXTERIEURES :
THEOREME DE LA RESULTANCE CINETIQUE
• Forces considérées : P1 RN 1 P2
De acordo… é mais fácil sem a tensão do pêndulo
d
P ( S ) R = F ext dt P ( S ) R = ( m1 + m2 ) vR ( G )
RN 1
P1
• Projections sur u x : ( m1 + m2 ) ɺɺ xG = 0
xɺG ,0
⇒ xɺG = cte = xɺG ,t =0 m1 xɺM1 ,0 + m2 xɺM 2 ,0
⇒ xɺG = 0
=
= 0 m1 + m2
ux
M1
uy
T1
T2
M2
P2
ur
g
EMPLOI DES SEULES FORCES EXTERIEURES :
THEOREME DE LA RESULTANCE CINETIQUE
• Expression de la résultante cinétique de {M1(m1),
M2(m2)} en fonction de x(t) et de θ (t) (dérivés) :
Pxɺ(GS=) R0 = m1 vR ( M 1 ) + m2 vR ( M 2 )
ɺ x vR ( M 1 ) = xu
1
ux
M1
d vR ( M 2 ) = vR1 ( M 2 ) + OM 1 dt x(t)
R
ɺ x
= ℓθɺuθ + xu
ɺ + m ℓθɺu
⇒ P ( S ) = ( m + m ) xu
R
R1
R
2
(
x
2
θ
ɺ x + m2 ℓθɺ cos θ u x − sin θ u y
= ( m1 + m2 ) xu
uy
)
uθ
θ(t)
M2
ur
g
EMPLOI DES SEULES FORCES