Vibrations d'un fil pesant
                              
					
					
                    
                    
                      
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                         On considère   un fil pesant de longueur L suspendu par une extrémité. Au repos ce fil   pend selon la verticale du point de suspension. 
                          En pratique, on utilise une   chaîne dont les maillons sont très petits. 
                          On écarte un peu le fil de sa   position initiale et on le laisse osciller librement. On se limite aux mouvements   de faible amplitudes dans un plan et on néglige les frottements. 
                          Dans le   plan de vibration on prend les axes Ox vertical et Oy horizontal. 
                          Si on se   limite aux solutions sinusoïdales du temps, on montre que les solutions sont   de la forme : 
                          y(t) = A.cos(ωnt).J0(2ωn.(x / g)½) 
                          Si x = L alors y = 0 : la quantité 2ωn.(L / g)½)   est un zéro de la fonction de Bessel J0. 
                          Si   an est la valeur d'un zéro de J0 alors ωn = ½(L / g)½ . 
                          an est une fréquence propre du système. 
                        La solution   est une combinaison linéaire de tous les modes propres avec des amplitudes  fonction des conditions   initiales. 
                        Utilisation : 
                         Les courbes représentent la forme du fil pour le mode d'indice n quand   cos(ωnt) = 1. 
                          Les valeurs f(n) sont les valeurs des fréquences propres qui   correspondent aux valeurs numériques utilisées. 
                          Les boutons [+]  et [−] permettent    de modifier l'indice du mode propre qui est visualisé. 
                          Pour  une   meilleure visualisation, l'échelle horizontale est fortement dilatée.  
                        Données numériques : L = 30 cm;  
                        Cliquer dans le cadre de l'applet pour geler l'animation.  |