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Problème physique



  1. #1
    zach44

    Problème physique


    ------

    Bonjour
    Je voudrais savoir comment évaluer l'énergie dissipée par frottement sur un pendule(les frottements sont sur l'axe de rotation du pendule = couple résistant ?)
    Et aussi comment prendre en compte les frottements dans l'énergie cinétique et potentiel

    -----

  2. #2
    LPFR

    Re : Problème physique

    Bonjour et bienvenu au forum.
    Votre problème n'est pas bien défini. Vous avez des frottements secs qui sont indépendants de la vitesse et des frottements visqueux qui dépendent de la vitesse.
    Mais les frottements ne rentrent pas dans le calcul de l'énergie potentielle ou cinétique. Ils ne font que les diminuer avec le temps.
    Les frottements diminuent les forces de rappel ou créent des forces qui freinent la masse mobile du pendule.
    Vous trouverez dans ce chapitre le traitement des oscillations mécaniques amorties:
    http://forums.futura-sciences.com/at...n-ondes1-a.pdf
    Au revoir.

  3. #3
    zach44

    Re : Problème physique

    Merci de me répondre et de votre accueil. Je vais essayer d'être plus clair, j'ai créer en TIPE un pendule et pour ma partie j'étudie les énergies. J'ai donc d'abord étudier les énergie de notre maquette en négligeant les frottements, en seconde partie je veux montrer que négliger les frottements est aberrants car celui ci oscillerait indéfiniment. C'est donc pourquoi en deuxième partie je veux inclure les frottements et voir comment ils dissipent l'énergie mécanique au cours du temps, en raison des matériaux que l'on a utilisé les frottements de l'air sont négligeable devant ceux qui s’exercent au niveau de l'axe de rotation. Je cherche donc a savoir comment établir leur expression et comment évaluer l'énergie qu'ils dissipent a fil du temps.

  4. #4
    zach44

    Re : Problème physique

    En fait je crois que mon problème se résout a comment étudier un oscillateur amorti par frottement solide ?
    merci de votre airde

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    zach44

    physique pendule

    Bonjour a tout le monde !
    Est-ce que quelqu'un peut me dire comment établir l'équation différentiel du pendule en prenant en compte les frottements solide(au niveaux de l'axe de rotation) et les frottements fluide ?
    merci de votre aide

  7. #6
    LPFR

    Re : Problème physique

    Re.
    Le pendule avec frottement sec est plus difficile à étudier, car on ne peut pas mettre dans une équation analytique cette force constante qui change de signe avec la direction du mouvement.
    Il faut donc établir l'équation différentielle valable uniquement pour un aller, puis une autre valable pour le retour.
    Il faut regarder la position des extrêmes du mouvement et voir la relation entre deux extrêmes successifs pour déduire la loi de décroissance de l'amplitude.
    Je n'ai jamais fait cette étude.
    Par contre il est simple de faire ce que je viens d'écrire.
    A+

  8. #7
    pianno

    Re : physique pendule

    Bonsoir,

    pour les frottements fluide, la force est f= -kv ( sachant que la vitesse ne sera pas trop élevé)

    pour les frottements au niveau de l'axe de rotation ça va être chaudard parce qu'il faudra tenir compte de toutes les forces exercées aux points où ta tige est en contact.

    j'espère avoir été clair.

  9. #8
    LPFR

    Re : Problème physique


    J'ai fusionné les deux discussions.
    Les doublons sont interdits.
    Zachs44, vous être tenu de respecter les règles du forum.
    Pour la modération.

  10. #9
    zach44

    Re : Problème physique

    pour trouver l'équation j'ai appliquer le TMC mais je ne sais pas comment calculer le moment des frottements sec. J'ai pris comme repère quand on est face a la feuille
    ey vers la droite
    ex vers le bas

    teta l'angle en ex et le tige du pendule
    j'ai donc moment du poids= -m*g*l*sin(teta)ez
    frottement fluide = -alpha*l²*ez
    et je n'arrive pas comment exprimer le moment des frottements sec pouvez vous m'aider ?

  11. #10
    invite07941352

    Re : Problème physique

    Est ce que ceci ne peut pas vous aider ?
    http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...a/pendule.html

  12. #11
    pianno

    Re : Problème physique

    Bonsoir,

    cette force constante qui change de signe avec la direction du mouvement.
    je ne vois pas pourquoi cette force change de signe. L'ensemble des points de contact tige/plaque forme un ensemble symétrique par rapport à la verticale. La direction du mouvement de la tige ne peut pas intervenir sur cette force car les points de contact sont invariants pour changement de direction du mouvement.
    Où est-ce que je me trompe?

    Merci

  13. #12
    zach44

    Re : Problème physique

    Merci de votre aide mais je n'arrive toujours pas à comprendre comment on peut modéliser la force de frottements sec et selon quelle axe est elle dirigée ?
    encore une fois merci de votre aide.

  14. #13
    pianno

    Re : Problème physique

    est-ce que tu as supposé que le contact tige/plaque se faisait que pour les points se situant entre les angles -pi/2 et pi/2 ???

  15. #14
    zach44

    Re : Problème physique

    oui c'est ce que j'ai supposé pianno, j'ai trouvé un formule sur ce site http://www.lgit.univ-savoie.fr/PageH..._lste3_TP2.pdf mais je ne sais pas si celle-ci convient pour mon problème, pour les frottements sec on a
    F=-nu(d)*(norme de la réaction normal)*vitesse/(norme de la vitesse) est-ce comme sa que je dois prendre en conte la force de frottements sec pour établir l'équation différentiel ?
    je pourrais donc écrire F=-K*v car nu(d) est le coeff de frottement cinématique(=cstante) ainsi que les norme également. mais dans ce cas la comment la différencier de la force de frottement fluide ?

  16. #15
    pianno

    Re : Problème physique

    Apparemment , tu veux calculer le moment de la force des frottements sec par rapport à O.

    Tu peux raisonner avec des quantités infinitésimales. Tu modélise la force de frottement en chaque ( cette force dépendra du point de contact, le poids y joue un rôle important) et pour trouver le moment t'intègre sur thêta.

  17. #16
    pianno

    Re : Problème physique

     Cliquez pour afficher


    Pour la modélisation de cette force ,je n'ai pas plus de connaissance que toi, je suis en spé aussi.
    Du moins ,ce n'est pas vraiment un problème car elle se réduit à un contact solide/solide. Comme je t'avais proposé ( mais je ne suis pas sûr que ça marchera, faudra essayer), c'est qu'à partir de cette modélisation, t'appliques la formule sur une petite portion de la ligne de contact.
    Tu calcules le moment par rapport à O ( t'auras besoin donc de la largeur de ta tige) de chaque petite portion et tu intègres...

    ça me semble bon....

  18. #17
    zach44

    Re : Problème physique

    justement le problème c'est que je vois pas comment modéliser cette force pouvez vous m'aider ?

  19. #18
    zach44

    Re : Problème physique

    je ne suis pas en spé mais en sup ^^ mais je vois pas trop ce que vous voulez dire.

  20. #19
    pianno

    Re : Problème physique

    As-tu essayé de raisonner avec les lois de Coulomb en utilisant la relation de proportionnalité liant N et T sur chaque portion?

  21. #20
    LPFR

    Re : Problème physique

    Citation Envoyé par pianno Voir le message
    Bonsoir,



    je ne vois pas pourquoi cette force change de signe. L'ensemble des points de contact tige/plaque forme un ensemble symétrique par rapport à la verticale. La direction du mouvement de la tige ne peut pas intervenir sur cette force car les points de contact sont invariants pour changement de direction du mouvement.
    Où est-ce que je me trompe?

    Merci
    Re.
    La force de friction a toujours la direction opposée au mouvement.
    Dans le cas d'un frottement visqueux, le changement de signe apparaît "automatiquement" avec la dérivée de la position dans la vitesse.
    Dans le cas de frottement sec, la force est constante mais change de direction quand le mouvement change de direction.
    A+

  22. #21
    pianno

    Re : Problème physique

    Ah désolé !! j'ai cru que tu étais en spé ( TIPE).

  23. #22
    LPFR

    Re : Problème physique

    Citation Envoyé par zach44 Voir le message
    Merci de votre aide mais je n'arrive toujours pas à comprendre comment on peut modéliser la force de frottements sec et selon quelle axe est elle dirigée ?
    encore une fois merci de votre aide.
    Re.
    Si ce que vous cherchez est "trouver la formule qui...". Je ne peux ni ne veux vous aider.
    Si ce que vous voulez faire est comprendre le problème, je vous invite à lire le chapitre que je vous ai indiqué qui est fait pour les frottements visqueux et essayer de comprendre ce qui est fait.
    Quand vous aurez compris, vous comprendrez ce qu'il faut changer dans les calculs pour utiliser le frottement sec.
    A+

  24. #23
    zach44

    Re : Problème physique

    LPFR je vous donne peut-être une mauvaise impression mais j’essaye de comprendre, sur le site que vous m'avez fournis seul les frottement fluides sont traités... Pianno j'ai essayé de trouvé la direction de la force avec les loi de coulomb vu en SI, seulement je trouve que la force de friction est vers le bas légèrement vers la masse du pendule ce qui me semble erroné ^^

  25. #24
    pianno

    Re : Problème physique

    Ton problème est difficile à résoudre parce que même si tu trouves la formule que tu cherches, tu ne pourras l'appliquer à tous les points de contact car sur certains d'entre eux le poids accentuera la friction. Demandes à ton/ta prof de physique demain, ça sera plus facile en direct.
    J'suis désolé mais je n'arrive pas à t'aider.

  26. #25
    zach44

    Re : Problème physique

    d'accord pas de problème merci bien et bon courage si il te reste des oraux a passé =)

  27. #26
    pianno

    Re : Problème physique

    Merci merci

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