[exo] Pendule simple

[invite38eb2352]

Un pendule simple est constitué d'un fil inextensible de masse négligeable auquel on a attaché une bille de masse m, supposée ponctuelle. A l'équilibre, le fil est vertical.
Lorsqu'on écarte le pendule de cette position d'équilibre, il oscille autour de cette position.
Au cours de son mouvement et lorsqu'il passe par sa position d'équilibre, le pendule est soumis à la force exercée par le fil dont la valeur est :

a) égale à celle du poids du pendule. b) supérieure à celle du poids du pendule. c) inférieure à celle du poids du pendule.

J'hésite entre la a et la b
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[invite09c180f9]

Bonjour,

il faut réfléchir sur l'état du système.
Que se passerait-il si l'une des forces était supérieure à l'autre...?
Et dans le cas où elles sont égales...?

[invite38eb2352]

Bin si elles sont égales la bille seraient immobilent donc la réponse est que la force du fil est supérieur au poid de la bille non ??

[invite38eb2352]

C'est ca ??

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite38eb2352]

Personne peut m'aider ??

[Jeanpaul]

Il faut regarder la somme des forces au passage par l'équilibre : le poids, la force centrifuge, la tension du fil...

[invite38eb2352]

Bin à l'équilibre les forces se compensent donc quand il oscille la force du fil est supérieur non ??

[invite1acecc80]

Il faut regarder la somme des forces au passage par l'équilibre : le poids, la force centrifuge, la tension du fil...

Bien le bonjour,

Humm... pourquoi parler de force centrifuge? On étudie le système dans un référentiel supposé galiléen.

Au revoir.

[stross]

Et bien à l'équilibre, la somme des forces = 0 . Donc si tu projettes sur l'axe z . Tu est censé avoir T=P tu en penses quoi ?

[invite38eb2352]

Donc si T=P alors c'est que la force du fil est égale au poids de la bille

[obi76]

Quand elle passe par le point d'équilibre elle ne te parait pas accélérée ta bille ?

[Jeanpaul]

Bien le bonjour,

Humm... pourquoi parler de force centrifuge? On étudie le système dans un référentiel supposé galiléen.

Au revoir.

La force centrifuge a l'immense avantage d'être intuitive. Sur une balançoire on ressent très bien qu'on "pèse" plus lourd quand on passe en bas, signe que la réaction du support est plus forte, en revanche on n'est pas entraîné vers l'avant ni vers l'arrière.

[invite38eb2352]

Je ne sais pas, je n'ai pas le matériel qui faut pour voir la bille accélérée

[mathier]

cette force centrifuge elle ne traduit aucune interaction entre le système la bille et qq'c d'autre non? en gros ce que je veux dire c'est que c'est pas vriament une force, la qualifier de "force" est une erreur tant qu'on bosse dans un référentien galiléen
c'est une expression mathématique qui arrive dans les calculs a un moment dans un référentiel non galiléen non?

je précise que c'est ma conception de cette force centrifuge , je me plante peutr etre

[mathier]

ma réponse serait donc a.

[obi76]

Ce n'est pas a. Répond à ma question : d'après toi quand elle passe à la verticale, la bille est-elle accélérée ? (c'est à dire, est ce que son vecteur vitesse change ou pas) ? Nul besoin de matériel, il suffit d'imaginer.

[mathier]

en réfléchissant avec tes arguments :
je dirais
oui la direction du vecteur vitesse change donc un vecteur accélération existe
comme il ne peut qu'etre dirigé vers l'interieur de la concavité forcement en projettant selon l'axe verticale P=T+massexcomposant verticale de a donc T est plus petit que P
reponse C

[mathier]

si j'ai bon quelle est la direction de ce vecteur accélération?
le vecteur vitesse est selon l'horizontale
donc vecteur accélération n'est pas selon verticale sinon le mouvement serait uniforme
vecteur accélération dirigé vers l'interieur de la concavité mais "l'avant où l'arriére" ?

[Jeanpaul]

reponse C

Vraiment pas veinard. C'est pour cela qu'en raisonnant dans le référentiel de la balançoire (non galiléen donc), on voit bien les forces en présence.

[obi76]

Presque...

Pourquoi l'accélération ne peut pas être vers l'intérieur de la concavité ? j'ai un vecteur vitesse qui est vers le bas avant d'atteindre le point d'équilibre, puis vers le haut une fois l'avoir passé. L'accélération dans le cas d'un mouvement circulaire étant perpendiculaire à la vitesse, il est soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur.

Avec ce que je t'ai dis tu peux me donner exactement la direction du vecteur accélération, donc en déduire la réponse...

[mathier]

Presque...

Pourquoi l'accélération ne peut pas être vers l'intérieur de la concavité ?
excuse j'ai du mal m'exprimer le sens du vecteur accélération ne peut etre que vers l'intérieur de la concavité

j'ai un vecteur vitesse qui est vers le bas avant d'atteindre le point d'équilibre, puis vers le haut une fois l'avoir passé.
OK

L'accélération dans le cas d'un mouvement circulaire étant perpendiculaire à la vitesse,
pas d'accord pour un mouvement circulaire si j'utilise les coordonnées polaire le vecteur accélération a une composante selon Ur et Utéta et comme le vecteur vitesse est selon Utéta car tangent au cercle
direction de a et v sont perpendiculaire que pour un mouvement circulaire et uniforme

il est soit vers l'intérieur, soit vers l'extérieur.
comme j'ai dit avant impossible vers l'extérieur

Avec ce que je t'ai dis tu peux me donner exactement la direction du vecteur accélération, donc en déduire la réponse...

je ne pense pas me tromper avec mes affirmations
par contre je me garde bien de donner une réponse a b ou c

[mathier]

zut mes reponses sont dans ton texte , désolé c pa super lisible

[obi76]

je ne pense pas me tromper avec mes affirmations

Pourtant je peux te confirmer que si. Je me garderai de vous aider si ce n'était pas le cas pour moi.

Cordialement

[mathier]

pas de pb discuter avec vous m'aide a refléchir mes idées sont pas totalement claires là dessus

pour essayer d'etre concis:
un vecteur accélration est forcément dirigé vers l'intérieur de la concavité d'accord ou pas?

pour ce qui est du vecteur accélération selon la verticale donc bien perpendiculaire au vecteur vitesse en y réfléchissant qualitativement je trouve ça logique car avant on a une accélération donc il est "vers l'avant" et apres on a une décélération donc il est "vers l'arriere"
mais pourtant dans mes bouquins et au vu des équations dans la base polaire le vecteur accélération et le vecteur vitesse sont perpendiculaires uniquement pour un mouvement uniforme!!!!

[invite38eb2352]

Lol et bin je ne sais plus quoi penser .

[mathier]

Vraiment pas veinard. C'est pour cela qu'en raisonnant dans le référentiel de la balançoire (non galiléen donc), on voit bien les forces en présence.

je vois vriament pas pourquoi la réponse c est fausse... dur dur la physique

[obi76]

l'accélération est toujours vers l'intérieur de la concavité. CQFD.

[mathier]

ok donc avec ce raisonnement
a t on bien P=T+mxcomposant de l'accélération selon la verticale ?
(je projette la relation vectorielle P+T=ma )

si j'ai bon T est plus petit que P donc réponse C (jean paul si tu regardes tu peux me dire ce qui va pas puisque tu ma dis que C était pas bon? merci)

[obi76]

L'accélération TOTALE est bien vers l'intérieur (vu que la trajectoire est incurvée vers le haut).
Tu asplique le PFD, tu en déduis que la somme des force est vers l'intérieur, c'est à dire vers le haut.
La force exercée par le fil est donc - en norme - supérieure au poids.
Réponse B

[mathier]

T= P+mxcomposante verticale de l'accélération (relation avec des normes)
on est d'accord T plus grand que P
j'avais mal projetté

désolé d'avoir été tres lent à la détente

merci obi76 pour ta patience

j'espere que rororo va etre content , son sujet a été développé