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Oscillation d'un pendule

Storyboard

>Modèle

ID:(1426, 0)



Calcul de l'énergie potentielle du pendule

Description

>Top


Lorsqu'un pendule de longueur $l$ est dévié par un angle $\theta$, la masse gagne en hauteur, donnée par

$l - l \cos\theta = l (1 - \cos\theta)$

cela est associé à un gain d'énergie potentielle gravitationnelle.

ID:(1239, 0)



Hauteur du centre de masse d'un pendule

Équation

>Top, >Modèle


Pour un pendule de longueur $L$ qui est dévié par un angle $\theta$, la masse est élevée



à une hauteur égale à :

$ h = L (1-\cos \theta )$

$\theta$
Angle d'oscillation
$rad$
6283
$h$
Hauteur dans le cas du pendule
$m$
6296
$L$
Longueur du pendule
$m$
6282

ID:(4523, 0)



Énergie potentielle d'un pendule mathématique

Équation

>Top, >Modèle


Dans le cas d'une masse $m$ suspendue à un fil de longueur $L$ et déviée d'un angle $\theta$ par rapport à la verticale, la masse gagnera en hauteur de

$ h = L (1-\cos \theta )$



ainsi, l'énergie potentielle gravitationnelle

$ V = m_g g z $



sera

$ U = m g L (1-\cos \theta )$

$g$
Accélération gravitationnelle
9.8
$m/s^2$
5310
$\theta$
Angle d'oscillation
$rad$
6283
$U$
Énergie potentielle du pendule
$J$
6284
$L$
Longueur du pendule
$m$
6282
$m_g$
Masse gravitationnelle
$kg$
8762

où $g$ est l'accélération due à la gravité.

ID:(4513, 0)



Énergie potentielle d'un pendule mathématique pour les petits angles

Équation

>Top, >Modèle


L'énergie potentielle gravitationnelle d'un pendule est

$ U = m g L (1-\cos \theta )$



qui peut être approximée pour de petits angles comme :

$ V =\displaystyle\frac{1}{2} m_g g L \theta ^2$

$g$
Accélération gravitationnelle
9.8
$m/s^2$
5310
$\theta$
Angle d'oscillation
$rad$
6283
$V$
Énergie potentielle du pendule, pour les petits angles
$J$
6285
$L$
Longueur du pendule
$m$
6282
$m_g$
Masse gravitationnelle
$kg$
8762

L'énergie potentielle gravitationnelle d'un pendule avec une masse m, suspendu à un fil de longueur L et dévié d'un angle \theta est donnée par

$ U = m g L (1-\cos \theta )$



g est l'accélération due à la gravité.

Pour de petits angles, la fonction cosinus peut être approximée par le développement en série de Taylor jusqu'à l'ordre deux

$\cos\theta\sim 1-\displaystyle\frac{1}{2}\theta^2$



Cette approximation conduit à une simplification de l'énergie potentielle en

$ V =\displaystyle\frac{1}{2} m_g g L \theta ^2$



Il est important de noter que l'angle doit être en radians.

ID:(4514, 0)