DIVERS SYSTEMES MECANIQUES OSCILLANTS. A) PENDULE SIMPLE. 1. Définitions.
Tout corps pesant susceptible de faire des allers-retours, c-a-d d’osciller, autour d’un axe sous l’action de la pesanteur est un pendule pesant.
Le pendule simple est constitué par une masse de très petite dimension qui oscille à une distance constante d’un axe horizontal fixe. Cette distance est appelée « longueur du pendule simple ». En, pratique, on peut suspendre à un fil très léger et inextensible une petite bille métallique.
Le pendule simple est un modèle idéalisé du pendule pesant où l’on considère que toute la masse est concentrée au centre d’inertie du pendule. • Lorsque la bille est écartée de la verticale, puis lâchée, le pendule est animé d’un mouvement circulaire d’aller-retour autour de sa position d’équilibre verticale. C’est un système oscillant ou oscillateur. • Un système mécanique qui effectue un mouvement d’aller et retour de part et d’autre de sa position d’équilibre est dit oscillateur mécanique. Une oscillation est un aller-retour autour de sa position d’équilibre. C’est le mouvement effectué par le pendule entre deux passages consécutifs et dans le même sens, par une position donnée du pendule. • La période T d’un phénomène périodique est la plus courte durée au bout de laquelle le phénomène se reproduit identique à lui-même. Dans le cas d’un pendule, la période est la durée d’une oscillation. (unité : s). • Lorsque l’amplitude des oscillations d’un pendule simple est inférieure à 20° environ, la période T est pratiquement indépendante de l’amplitude (m du mouvement. (Loi d’isochronisme des petites oscillations) • La fréquence f d’un phénomène périodique est le nombre de fois où celui-ci se reproduit par seconde. C’est le nombre d’oscillations par seconde. (unité : Hz) • f=1/T • L’amplitude (m du mouvement est l’élongation maximale angulaire. 2. TP : Etude d’un pendule simple. • SE : (bille( •