Motion harmonique simple (SHM):
* Scénario idéal: Dans un vide parfait, un simple pendule oscillerait d'avant en arrière avec une amplitude et une période constantes. Ce mouvement idéalisé est SHM.
* période: La période d'oscillation (temps pour une balançoire complète) ne dépend que de la longueur du pendule et de l'accélération due à la gravité.
amortissement:
* Résistance à l'air: Les molécules d'air entrent en collision avec le bob pendule, créant une force de friction qui s'oppose à son mouvement. Cette force est connue sous le nom de résistance à l'air ou de traînée.
* Perte d'énergie: La résistance à l'air fait perdre à l'énergie du pendule à chaque balançoire, entraînant une diminution progressive de l'amplitude.
* Décomposition exponentielle: L'amplitude de l'oscillation se désintègre de façon exponentielle avec le temps, ce qui signifie qu'elle diminue d'une fraction constante à chaque intervalle de temps.
Caractéristiques clés du SHM amorti:
* Mouvement oscillatoire: Le pendule oscille toujours, mais l'amplitude diminue avec le temps.
* Amplitude décroissante: Le déplacement maximal de l'équilibre devient plus petit à chaque balançoire.
* période constante: Le temps d'une oscillation reste à peu près constant, même si l'amplitude diminue. Cela est vrai pour l'amortissement léger.
Facteurs affectant l'amortissement:
* densité d'air: Une densité d'air plus élevée entraîne une plus grande amortissement.
* Forme de bob pendule: Une surface plus grande ou moins de forme aérodynamique augmente l'amortissement.
* Pendulum Bob Speed: Une vitesse plus élevée entraîne une résistance à l'air plus forte.
Visualiser le mouvement:
Imaginez un pendule se balançant d'avant en arrière. Dans un vide, ses balançoires seraient parfaitement symétriques et continues. Dans l'air, les balançoires deviennent progressivement plus petites jusqu'à ce que le pendule finisse par se reposer.
en résumé:
Le mouvement d'un pendule simple dans l'air est une combinaison de SHM et d'amortissement en raison de la résistance à l'air. Le pendule oscille avec une amplitude décroissante tout en maintenant une période presque constante jusqu'à ce qu'elle finisse par se reposer.
