Amortissement et perte d'énergie

Difficile
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Énoncé

Un oscillateur mécanique d'énergie mécanique initiale perd de son énergie à chaque oscillation. Un autre oscillateur, un pendule élastique vertical de masse , a une période propre mesurée . On prendra . 1) Calculer l'énergie restante du premier oscillateur après trois oscillations. 2) Un élève retranche trois fois et trouve . Où est l'erreur ? 3) Où passe l'énergie perdue par un oscillateur amorti ? 4) Calculer la raideur du ressort du second oscillateur. 5) En régime pseudo-périodique, comment évoluent l'amplitude et la pseudo-période ?

Indices

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1 Indice 1
Exprime l'énergie après une oscillation en fonction de $E_0$, puis recommence à partir de ce nouveau résultat. Compare ensuite ce que tu obtiens à un retrait constant : la question 2 se règle par cette comparaison.
2 Indice 2
Pour la raideur, pars de $T_0 = 2\pi\sqrt{m/k}$ et isole $k$. L'énoncé fournit $\pi^{2}$ précisément pour ce calcul, et la masse doit être en kilogrammes.

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La méthode — par où commencer

Exprime l'énergie après une oscillation en fonction de , puis recommence à partir de ce nouveau résultat. Compare ensuite ce que tu obtiens à un retrait constant : la question 2 se règle par cette comparaison.

Pour la raideur, pars de et isole . L'énoncé fournit précisément pour ce calcul, et la masse doit être en kilogrammes.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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