Petit exo pendule

[invite2752de00]

Bonjour à tous, j'ai un exo de physique sur l'énergie cinétique et potentielle avec un pendule.

Un pendule est constitué par une bille de plomb de masse m attachée à un fil de longeur l dont l'autre extrémité est fixée sur un support. A l'équilibre le centre d'inertie G de la bille occupe la position A et le fil tendu est vertical. On écarte le fil, tendu, le pendule de sa position d'équilibre d'un angle alpha par rapport à la verrticale. G occupe alors la position B , puis on le lache sans vitesse initiale.

Données : m=10 g l=1.0m alpha=45° et g=10 N.kg

Question qui pose problème : En prenant la position A comme origine de l'axe (Z'Z) vertical ascendant, calculer l'altitude du point B.

Je trouve 0.15 m après avoir joué avec des sinus mais d'autres de la classe trouvent 0.29. J'ai trouvé le problème : cela vient du fait du réglage des calculatrices en radians ou en degrés, mais comment faire ??!!
Quelle unité choisir ? A moins que je me soit trompé ailleurs.

Mer ci d'avance.

Merci d'avance.
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[nissart7831]

Bonsoir,

une des données de ton problème est l'angle alpha que l'on te donne en degrés. Donc si tu veux calculer le sinus de cet angle, il faut bien que tu règles ta calculatrice avec des degrés. Et le bon résultat est bien celui de tes camarades : 0,29 m.
J'ai vérifié et toi tu obtiens 0,15 parce que tu as utilisé des radians sur ta calculatrice et tu as donc fait sin(45 radians), ce qui est complètement différent de sin(45°).
En effet, sin(45 radians) ~sin(58°). C'est donc comme si tu avais calculé le sinus de 58°.

Donc quand on te donne un angle, il faut que tu saches son unité (radians, degrés ou grades) et c'est cette unité que tu dois utiliser avec ta calculatrice. Ca n'a rien de mystérieux.

[invite2752de00]

Ah ok merci beaucoup !

Je n'avais encore jamais été confronté à ce problème.

Euh voilà j'ai un autre problème :
Après être passée par sa position d'équilibre, la bille poursuit son chemin et son centre d'inertie atteint la position C avant de rebrousser chemin.
Exprimer l'altitude de la position C.

Voilà j'ai trouvé que la bille passait au point A ( son point d'équilibre) avec une vitesse de 2.4 m.s.
D'autre part est-ce que "exprimer" cela siginifie donner l'expression littérale ou calculer l'altitude ?

J'ai cherché avec la transformation d'Ec en Ep mais je ne trouve rien qui me permette de trouver l'altitude. Je ne vois pas comment on peut savoir où elle arrêtera son mouvement.

[nissart7831]

Bonjour,

exprimer signifie que tu donnes l'expression littérale qui donne l'altitude de la position C en fonction des autres variables. En gros que tu expliques ton calcul.

Pour trouver cette altitude, pose-toi la question : qu'est ce qui caractérise cette altitude ?
Tu peux te poser la question d'une autre manière: tu es arrivé à calculer la vitesse de la bille en A (je ne sais pas si c'est juste, je n'ai pas fait la calcul) donc tu as du poser un certain raisonnement. Ne peux tu pas adapter ce raisonnement pour trouver l'altitude en C ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2752de00]

Oui ok d'accord mais on sait qu'en a l'altitude est égale à 0.

Ah d'accord !! Ok TILT ! Bien sûr ! La vitesse lorsque la bille s'arretera sera nulle.

Donc j'utilise d'abord le théorème de l'Ec puis comme le poids est la seule force qui travaille, je reporte tout ça dans la variation de l' Epp et hop je trouve environ 0.29m !! L'altitude du point C est égale a celle du point B = 0.29m.

Est ce bon ?

[nissart7831]

Dans mon post précédent, je t'ai dit comment interpréter exprimer dans le cadre d'un calcul. Mais, j'avais oublié le début de l'énoncé de l'exercice.
Tu peux aussi exprimer l'altitude de la position C, sans aucun calcul, seulement avec un raisonnement, qui s'apparente au raisonnement que je suggérais dans mon post précédent. Mais il n'y a pas besoin de calcul. Représente toi bien l'expérience physique et tu verras qu'il n'y a pas besoin de calcul, exprimer dans ce cas veut dire expliquer ton raisonnement sans expliciter une formule littérale, le résultat est immédiat.

EDIT : Je viens de voir ton dernier post : c'est OK. Tu vois bien que finalement il n'y avait pas besoin de calcul, mais d'un simple raisonnement qui t'amène à dire que la bille remonte à la même altitude que celle d'où elle est partie. Ca ne te semble pas logique ?

[invite2752de00]

Euh ok en utilisant la transformation de l'Ec en Ep ?
Je peux dire que la hauteur maximale sera atteinte s'il n y a pas de frottements. Dans ce cas l'énergie mécanique totale de la bille ne varie pas. Ainsi lors de la remontée il y aura transformation de l' Ec en Epp. LA bille remontera a la même hauteur que le point B.

Puis vérification par le calcul. Et hop !

Bonne chose ?

[nissart7831]

Tu peux plus simplement dire qu'en l'abscence de toute force de frottement ou d'amortissement, ce qui ralentit la bille dans sa remontée c'est la même force (le poids) qui l'accélérait dans la phase de descente. La remontée est exactement la même chose que la descente mais vu dans l'autre sens.
Imagine toi que tu filmes le mouvement de ta bille. Si tu regardes la phase de descente en regardant le film à l'envers, cela correspond au mouvement réel de la remontée. Tu vois ce que je veux dire ?

[invite2752de00]

Oui merci beaucoup !

Bon je pense avoir suffisament de choses pour pondre quelque chose de convenable.

Merci encore !

[kNz]

arf rien

[nissart7831]

Oui merci beaucoup !

Bon je pense avoir suffisament de choses pour pondre quelque chose de convenable.

Merci encore !

Un dernier conseil : essaie toujours de bien visualiser, quand c'est possible, les expériences de physique que tu traites. Ca t'aidera à mieux comprendre le problème et à mieux le résoudre. Ca te permettra aussi de vérifier la validité de tes résultats exprimés mathématiquement.