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Énergie du MHS

Fait partie de la section Mécanique du Journey Physics de Coddy. Leçon 85 sur 97.

L’énergie totale reste constante, répartie entre le ressort et le bloc :

$\tfrac{1}{2}kx^2 + \tfrac{1}{2}mv^2 = \tfrac{1}{2}kA^2$

Énergie d’un oscillateur en fonction de sa position x, de moins A à A : l’énergie élastique est une courbe en U, nulle en 0 et maximale aux extrémités ; l’énergie cinétique est une courbe en U inversé, maximale en 0 et nulle aux extrémités ; leur somme est une droite horizontale, l’énergie totale

La somme de l’énergie élastique et de l’énergie cinétique est la même à chaque position.

À $x = \pm A$ : toute l’énergie est élastique, le bloc s’arrête. À $\relax x = 0$ : toute l’énergie est cinétique, la vitesse est maximale.

Défi

Un bloc de $0.2\ \mathrm{kg}$ oscille sur un ressort de $k = 80\ \mathrm{N/m}$ et possède une énergie totale de $2.5\ \mathrm{J}$ . Trouvez sa vitesse $v$ lorsqu’il passe par $x = 0.15\ \mathrm{m}$ .

Essayez vous-même

Physics diagram: path, spring, crate; arrows v = ?

Isole $v$

Testez-vous

Cette leçon comprend un petit quiz. Commencez la leçon pour y répondre et suivre votre progression.

Toutes les leçons de Mécanique

1Introduction

Qu’est-ce que la physique ?Votre première équation Inverser une règle

4Plans inclinés

Forces sur un plan incliné Composantes de la gravité Plan incliné sans frottement Plan incliné avec frottement Va-t-il glisser ?Récapitulatif - Défi de la rampe

7Mouvement des projectiles

Axes indépendants Lancement horizontal Lancement sous un angle Portée et hauteur maximale Récapitulatif - Toucher la cible

10Travail et énergie

Travail Énergie cinétique Théorème de l’énergie cinétique Énergie potentielle gravitationnelle Conservation de l’énergie Puissance Récapitulatif - Montagnes russes

13Impulsion et quantité de mouvement

Quantité de mouvement Impulsion Conservation de la quantité de mouvement Collisions élastiques Collisions inélastiques Récapitulatif - Rail à coussin d’air

16Mouvement harmonique simple

Qu’est-ce que le MHS ?Masse attachée à un ressort Le pendule Graphiques du MHSÉnergie du MHSRécapitulatif - Oscillateur

2Vecteurs et lois de Newton

Triangles rectangles Qu’est-ce qu’un vecteur ?Addition des vecteurs Axes et directions Composantes d’un vecteur Les forces autour de nous Frottement et tension Première loi de Newton Deuxième loi de Newton Troisième loi de Newton Récapitulatif – Force nette

5Cinématique à une dimension

Position et déplacement Vitesse Accélération Graphiques du mouvement Équations du mouvement Récapitulatif - Voiture qui freine

8Cinématique et Newton

Des forces au mouvement Du mouvement aux forces Mouvement en deux étapes Récapitulatif - Ascenseur

11Ressorts

Loi de Hooke Ressorts en série Ressorts en parallèle Récapitulatif - Dynamomètre à ressort

14Quantité de mouvement en 2D

La quantité de mouvement comme vecteur Collisions en 2D Explosions Récapitulatif - Billard

17Gravitation

Loi de la gravitation Gravité et altitude Satellites Lois de Kepler Énergie gravitationnelle Vitesse de libération Énergie des satellites Récapitulatif – Mission en orbite