le pendule simple bac 2002 amérique du sud

Le pendule simple (Bac 2002 Amérique du sud)
Q1
a) Etude mécanique :
Système ; la masse 'm';
 
(n,  )
Référentiel : Terre supposée référentiel galiléen;
Repère de Freinet ;



 Fext  P  T
Somme des forces extérieures agissant sur le solide:
T : tension du fil ; P : poids du solide.
b) Caractéristiques des vecteurs forces :
Vecteurs
Direction
Sens
Norme

P Verticale
Vers le centre de
la terre
P = m.g

T Celle du fil
De la masse vers
le fil
T
Point
d'application
Le centre
d'inertie de la
masse m
Le point
d'attache entre
le fil et la masse
c) Seconde loi de Newton : principe fondamental de la dynamique
Dans un référentiel galiléen, la somme vectorielle des forces extérieures appliquée à un
système matériel est égale à la dérivée par rapport au temps de sa quantité de

mouvement:  F ext 


dp d(m.v )

dt
dt
Dans le cas particulier ou le système conserve une masse constante, la seconde loi devient:





dp d(m.v )
d(.v )

 m.
 m.a
 F ext 
dt
dt
dt  

 

 P T
 a
 Fext  P  T  m.a
m
Q2
a) Réponse partielle pour voir la correction vidéo clique ici.
G G
v 3  2 4  0,8 m.s 1
2.
v5 
v7 
b)
vecteur

v3
G4 G6
2.
G6 G7
2.
 0,9 m.s  1
 0,9 m.s  1
Direction
Sens
norme
La tangente à la
trajectoire au
point G3
Celui du
mouvement
v3 = 0,8 m.s-1
Point
d'application
G3
c) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.
Longueur des vecteurs
vitesse

v3
4 cm

v4
4,5 cm
Q3
a) Pour voir la correction vidéo clique ici.
b) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo cliquer ici.
La valeur du vecteur accélération est :
a ( t4 ) = 3,3 m.s-2 .
Q4
a) Expression du vecteur accélération dans le cas d'un mouvement circulaire quelconque ( le rayon

v 2  dv 
a 
.n 

L
dt
de la trajectoire est égal à la longueur L du fil) .
avec v = v7
b) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.

v 2 
v2 
a 
.n  7 .n
L
L
c) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.
T = 2,8 N
Q5
a) Pour voir la correction vidéo clique ici.
   o. cos(
g
.t )
L
b) Réponse partielle, pour voir la correction vidéo clique ici.
A  o
B 
Avec
g
L
C  0
c) Période propre d'oscillation du pendule :
To  2..
L
 2 x 3,14 x
g
0,41
 1,3 s
9,8
d) Réponse partielle, pour voir la réponse vidéo clique ici.
Isochronisme des petites oscillations :, la période propre d'oscillation To ne dépend pas de
l'amplitude angulaire initiale  0 .