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Problème 1

Un pendule simple est formé d'une petite masse m=0.50m=0.50 kg attachée à un fil léger inextensible de longueur L=1.25L=1.25 m, fixé en haut. Le fil est écarté jusqu'à 60∘60^\circ de la verticale puis lâché sans vitesse initiale. Négliger les frottements et prendre g=10g=10 m/s2^2. (a) Trouver la hauteur de la masse au-dessus du point le plus bas avant le lâcher. (b) Calculer sa vitesse au passage par le point le plus bas. (c) Calculer la tension du fil en ce point. (d) Trouver l'angle à la verticale où l'énergie cinétique égale l'énergie potentielle mesurée depuis le point le plus bas.
K=U⇒12mv2=mgy,mgh0=12mv2+mgy⇒y=h0/2K=U\Rightarrow \frac12mv^2=mgy,\quad mgh_0=\frac12mv^2+mgy\Rightarrow y=h_0/2
problems.proof.analysis

L'énergie mécanique totale vaut mgh0mgh_0. Si K=UK=U, chaque forme en contient la moitié, donc la hauteur recherchée est h0/2h_0/2.