Pendule simple vs pendule composé
Les pendules sont un type d'objets qui affiche des mouvements oscillatoires périodiques. Le pendule simple est la forme de base du pendule, que nous connaissons mieux, tandis que le pendule composé est une forme étendue du pendule simple. Ces deux dispositifs sont très importants dans la compréhension de domaines tels que la mécanique classique, les ondes et les vibrations et d'autres domaines connexes de la physique. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont le pendule simple et le pendule composé, leur fonctionnement, les formules mathématiques qui décrivent le mouvement du pendule simple et du pendule composé, les applications de ces deux, les similitudes entre le pendule simple et le pendule composé, et enfin la différence entre pendule simple et pendule composé.
Pendule Simple
Le pendule simple est composé d'un pivot, d'une corde et d'une masse. Pour faciliter les calculs, la corde est supposée être non élastique et avoir une masse nulle, et la viscosité de l'air sur la masse est négligeable. La corde est pivotée et la masse est suspendue par la corde afin qu'elle puisse osciller librement. Les seules forces qui agissent sur la masse sont la force gravitationnelle et la tension de la corde. On dit que le mouvement d'un pendule simple pour de très petits angles se présente sous la forme d'oscillations harmoniques simples. Le mouvement harmonique simple est défini comme un mouvement prenant la forme a=– (ω^2) x où « a » est l'accélération et « x » est le déplacement depuis le point d'équilibre. Le terme ω est une constante. Un simple mouvement harmonique nécessite une force de rappel. Dans ce cas, la force de rappel est le champ de force conservateur de la gravitation. L'énergie mécanique totale du système est conservée. La période d'oscillation est donnée par où l est la longueur de la corde et g est l'accélération gravitationnelle. Si de la viscosité ou toute autre force d'amortissement est présente, le système est identifié comme une oscillation amortie.
Pendule composé
Le pendule composé, également appelé pendule physique, est une extension du pendule simple. Le pendule physique est tout corps rigide qui pivote de manière à pouvoir osciller librement. Le pendule composé a un point appelé centre d'oscillation. Celui-ci est placé à une distance L du pivot où L est donné par L=I/mR; ici, m est la masse du pendule, I est le moment d'inertie sur le pivot et R est la distance au centre de masse du pivot. La période d'oscillation du pendule physique est donnée par T=L est connue comme la longueur de giration.
Quelle est la différence entre les pendules simples et composés ?
• La période et donc la fréquence du pendule simple ne dépend que de la longueur de la corde et de l'accélération gravitationnelle. La période et la fréquence du pendule composé dépendent de la longueur de giration, du moment d'inertie et de la masse du pendule, ainsi que de l'accélération gravitationnelle.
• Le pendule physique est le scénario réel du pendule simple.
