Introduction au mouvement harmonique simple

Matériel

• Cercle de phase 3D avec point en rotation uniforme et sa projection de déplacement
• Curseurs d'amplitude A et de fréquence f
• Curseur de phase initiale φ
• Graphes temporels de x, v, a et bouton Pause

Protocole

1. Lire le cercle de phase et le graphe de déplacement

   Lancez la simulation : le point rouge tourne uniformément sur le cercle et sa projection sur l'axe donne le déplacement $x = A\cos(\omega t + \varphi)$. Mettez en pause quand le point est en haut du cercle : la projection est à l'extrême, $v = 0$ et $a$ est maximal de signe opposé.

2. Modifier A et f

   Augmentez A à f fixe : la courbe x(t) s'élève, la période inchangée. Augmentez f : l'onde se comprime et $v_{\max} = A\omega$ croît avec les deux. Comparez l'affichage $v_{\max}$ à $A\omega$ avec $\omega = 2\pi f$.

3. Décaler la phase initiale

   Déplacez le curseur φ : toute la trace x(t) glisse dans le temps tandis que période et amplitude restent fixes — φ ne fixe que l'instant de départ. Essayez φ = π/2 : à t = 0 le corps traverse l'équilibre à vitesse maximale ; prédisez le signe de v(0) avant de lancer.

Simulation

Histoire de l’expérience

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