📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Pendule élastique (horizontal) : Équation différentielle : $\frac{d^2x}{dt^2} + \frac{k}{m}x = 0$. Période propre : $T_0 = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$.
- Pendule simple : Pour les faibles angles ($\theta$ en rad), l'équation est : $\frac{d^2\theta}{dt^2} + \frac{g}{l}\theta = 0$. Période propre : $T_0 = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}}$.
- Solution générale : $x(t) = X_m \cos(\frac{2\pi}{T_0}t + \varphi)$.
Méthodes à maîtriser
- Établir l'équation différentielle par la 2ème loi de Newton.
- Déterminer $T_0$ à partir d'un graphe (distance entre deux crêtes).
- Calculer la phase initiale $\varphi$ en utilisant les conditions initiales ($t=0$).
Exemples corrigés
- Si $m = 100g$ et $k = 10 N/m$, alors $T_0 = 2\pi \sqrt{0,1/10} = 0,2\pi \approx 0,63 s$.
- Pour un pendule simple de $l = 1m$, $T_0 = 2\pi \sqrt{1/9,8} \approx 2,0 s$.
Erreurs fréquentes
- Oublier de convertir les unités (masse en kg, longueur en m).
- Utiliser la formule du pendule simple pour un pendule élastique.
- Confondre la période $T_0$ avec la pulsation $\omega_0 = \frac{2\pi}{T_0}$.