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Muvement harmonique simple

Cette loi dit que les causes de l'acceleration c'est les forces sur un objet.

Concepts

il faut aussi essayer de vous rappeler le concept de derivee d'une fonction

Formules

Le mouvement d'un objet en “mouvement harmonique” a la forme de
$x(t)=A\sin(\omega t + \phi)$

La commencencez pas a voir peur la. C'est vraiment simple. On va étudier la fonction $\sin$ un peu, apres ca on va utiliser $x(t)$ et sa dérivée $\frac{dx(t)}{dt}=v(t)$ la vitesse

fonction $sin(x)$

$f(x)=sin(x)$ et $f(x)=cos(x)$ sont deux fonctions c'est a dire prennent un argument qui dans ce case est un angle $\theta$ Apartir de maintenant on va parler de $\theta$ comme ca on sait que c'est un angle pas une longeur

$\theta=0$ correspond a l'axe des $x$
$\theta=\pi$ correspond a la direction $-x$
$\theta=C$ est une direction perpendiculaire a l'axe des $x$ (aussi dite orthogonale). Pensez a votre coin de chambre. $\theta=\pi/2$ c'est $\theta=90^{\circ}$. Angle droit.

$\theta=\frac{\pi}{4}$: c'est quelque part au milieu entre $0$ et $\frac{\pi}{2}$, et ca correspond a l'angle $45^\circ$ en degrés.

sin et cos ont rapport avec un triangle et un cercle
ces fonctions sont pour convertir du cercle au triangle

$\sin(0)=0$
$\sin(\pi/2)=1$

en fait cos c'est tres similaire mais completement oppose

Derivation

mais commencons par le debut

$F=ma$

$F_{x_{ressort}} = -kx$

$a=\frac{dv}{dt}$ plus precisememt $a(t)=\frac{dv(t)}{dt}$

$F=ma$

$-kx = ma$ $-kx(t) = m\frac{d^2x(t)}{dt^2}$

$m\frac{d^2x}{dt^2}+ kx(t)= 0$

$\frac{d^2x}{dt^2}+ \frac{k}{m}x(t)= 0$

$x(t)=A \sin( \sqrt{ \frac{k}{m}}t + \phi )$

$\omega = \sqrt{ \frac{k}{m} }$

$T= \frac{2\pi}{\omega}$

Equation generale

$x(t)=A\sin(\omega t + \phi)$

$v(t)=A\omega \cos(\omega t + \phi)$

$a(t)=-A\omega^2\sin(\omega t + \phi)$

Energy

Potential energy is :
$U= \frac{1}{2} kx^2 =\frac{1}{2}kA^2\sin^2(\omega t +\phi)$

Cinematic energy is :
$K= \frac{1}{2} mv^2 = \frac {1}{2}m\omega^2A^2\cos^2(\omega t +\phi)$

Total energy:
$E_{total}= U_{max}=\frac{1}{2}kA^2 = K_{max} = \frac{1}{2}mv^2$

Total energy: $E_T = U+ K$

Conservation of energy says:
$E_i = E_f $
so in this case
$U_i + K_i = U_f + K_f$

Examples

example 1

voici un exemple.

example 2

voici un autre !

Discussion

Des fois quand il n'y a pas d'acceleration $a_x=0$ ca peut nous permettre…