samedi 10 mai 2014

Qu'est-ce qu'un pendule simple?

Dans la branche de la physique appelée mécanique, un pendule simple est une construction mentale ou modèle théorique idéalisé dans lequel une masse de point de taille est suspendu à une tige ou d'une chaîne, même de masse négligeable, utilisé dans un environnement et sinon parfait sans friction. Si la chaîne est longue et la masse se déplace sur un arc de quelques degrés seulement sous l'influence de la gravité, le mouvement résultant est à la fois linéaire et harmonique. La masse du point agit comme si un ressort tire de façon répétitive de va-et-vient le long d'une ligne passant par un point central. La ligne du mouvement d'un pendule simple sert d'axe au point d'être son origine. Ce système est décrit mathématiquement par une série d'équations directement liés aux processus du monde réel.

La période de temps ou oscillation d'un pendule simple, fonctionnant dans les limites mentionnées ci-dessus est T = 2π (g / L) -1 / 2 - dans cette équation, la force de gravité est représenté par "g" et "L" représente la longueur de l' chaîne. Si l'arc de mouvement est beaucoup plus que de quelques degrés, la simple équation ci-dessus - que d'une approximation - ne suffit plus, et doit alors inclure un ou plus de termes supplémentaires à partir d'une équation du viriel infini. Cette équation s'écrit T = 2π (g / L) 1/2 [1 + (1/16), θ 2 + (11/3072) θ 4 + ...]. Theta (θ) est l'angle de l'arc en radians. Dans l'application pratique, plus l'arc, moins un pendule réel ne ressemble à un pendule simple.

Comme pour de nombreux systèmes mécaniques, il est intéressant de considérer les deux énergies cinétiques et potentielles. Un pendule simple doit arrêter et inverser le sens aux deux extrémités de son swing. L'énergie cinétique atteint un minimum - zéro - à ces points, en conformité avec la conservation de l'énergie, l'énergie potentielle atteint son maximum. Inversement, l'énergie potentielle minimise au centre de l'oscillation, tandis que l'énergie cinétique atteint son maximum. Vitesse zéros sur les deux extrémités, mais atteint un pic au point de centre.

Considération mathématique valide l'utilisation du pendule dans l'horlogerie. Aussi récemment qu'en 1929, le Riefler pendule était encore en usage en tant que norme de temps des États-Unis. Même après cela, il a été remplacé par une autre horloge pendule, l'horloge Shortt. Bien que n'étant plus la norme ou les horloges les plus précises au monde, la variété Shortt ne atteindre la résolution incroyablement précis d'une seconde par an. Comme la technologie de pointe, il était inévitable que la conception de base idéalisée dans un pendule simple serait remplacé par un système électronique, et plus tard, d'une horloge atomique.