📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Pendule élastique (horizontal) : L'équation différentielle est $\frac{d^2x}{dt^2} + \frac{k}{m}x = 0$. La période propre est $T_0 = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$.
- Pendule pesant : L'équation différentielle pour les faibles amplitudes est $\frac{d^2\theta}{dt^2} + \frac{mgd}{J_\Delta}\theta = 0$. La période propre est $T_0 = 2\pi\sqrt{\frac{J_\Delta}{mgd}}$.
- Solution générale : $x(t) = X_{max}\cos(\frac{2\pi}{T_0}t + \varphi)$.
Méthodes à maîtriser
- Établir l'équation différentielle par la 2ème loi de Newton ou par l'énergie mécanique.
- Déterminer les constantes $X_{max}$ et $\varphi$ à partir des conditions initiales ($t=0$).
- Calculer le moment d'inertie $J_\Delta$ pour des formes simples (tige, disque).
Exemples corrigés
- Si $x(0) = x_0$ et $v(0) = 0$, alors $\varphi = 0$ et $X_{max} = x_0$.
- Pour un pendule pesant, si on écarte d'un angle $\theta_0$ sans vitesse initiale, $\theta(t) = \theta_0\cos(\frac{2\pi}{T_0}t)$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir les unités (mètres, kg, radians).
- Confondre la période propre $T_0$ avec la période du mouvement en présence de frottements (pseudo-période).
- Utiliser la formule du pendule simple pour un pendule pesant quelconque.