Conservation et vitesse maximale

Intermédiaire
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Énoncé

On reprend l'oscillateur précédent : , , , sans frottement. On donne . 1) Justifier que l'énergie mécanique se conserve. 2) Calculer la vitesse maximale de la masse et préciser où elle est atteinte. 3) Retrouver ce résultat à partir de la relation . 4) Déterminer l'élongation pour laquelle l'énergie cinétique égale l'énergie potentielle. 5) À quelle fréquence l'énergie cinétique varie-t-elle, comparée à la fréquence des oscillations ?

Indices

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1 Indice 1
La conservation se justifie par les forces en présence : la tension du ressort est conservative, tandis que le poids et la réaction du support ne travaillent pas puisqu'ils sont perpendiculaires au déplacement.
2 Indice 2
Pour la question 4, traduis la condition $E_c = E_{pe}$ en te rappelant que leur somme vaut $E_m$ : chacune vaut donc la moitié de l'énergie mécanique, ce qui donne directement une équation en $x$.

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La méthode — par où commencer

La conservation se justifie par les forces en présence : la tension du ressort est conservative, tandis que le poids et la réaction du support ne travaillent pas puisqu'ils sont perpendiculaires au déplacement.

Pour la question 4, traduis la condition en te rappelant que leur somme vaut : chacune vaut donc la moitié de l'énergie mécanique, ce qui donne directement une équation en .

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

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