Manipulons la figure...
Le système masse-ressort, pseudo-isolé, constitue un oscillateur harmonique horizontal.
Mode d'emploi
L'animation permet de paramétrer, avec des curseurs :
- l'abscisse initiale xo
- la vitesse initiale Vo
- la masse m
- la constante de raideur du ressort k. La force élastique a pour expression :
- le coefficient d'amortissement h. La force de frottement a pour expression :
Un chronomètre permet de mesurer la période (1 clic pour démarrer, un clic pour arrêter, et un 3ème clic pour remettre à zéro).
Le bouton Reset permet de réinitialiser, le bouton Pause permet de figer l'animation.
Des boutons permettent d'afficher les vecteurs vitesse, accélération et forces. Pour des raisons de place, l'échelle n'est pas la même verticalement et horizontalement.
Un graphe permet de visualiser les valeurs algébriques de l'abscisse et de la vitesse.
Un autre permet de visualiser la répartition de l'énergie, en proportion de l'énergie initiale Eo.
Un bargraph montre les valeurs de ces énergies.
Manipulation
- Observer les différents régimes de l'oscillateur.
- Voir l'influence des conditions initiales sur l'amplitude du mouvement, sa phase à l'origine, sa période.
- Avec le chronomètre, mesurer la période ou la pseudo-période. Constater que la pseudo-période est supérieure à la période propre de l'oscillateur .
- Voir l'influence du coefficient de raideur du ressort sur la période de l'oscillation.
Pour la résolution numérique de l'équation différentielle du mouvement, voir à cette page.
Pour le portrait de phase, voir à cette page.