Oscillations forcées / Pendule de Pohl

Principe

Si on laisse un système oscillant se balancer librement, on observe que la diminution des amplitudes maximales successives dépend fortement de l'amortissement. Si le système oscillant est stimulé par un couple périodique externe, nous observons qu'en régime permanent, l'amplitude est fonction de la fréquence et de l'amplitude du couple périodique externe et de l'amortissement. Il s'agit de déterminer les fréquences caractéristiques de l'oscillation libre ainsi que les courbes de résonance de l'oscillation forcée pour différentes valeurs d'amortissement

Avantages

• Oscillation longue durée grâce aux roulements à billes
• Amortissement par frein à courant de Foucault résistant à l'abrasion
• Illustration simple du principe élémentaire des oscillations forcées
• Convient également aux démonstrations et aux expériences des étudiants
• Conçu pour la projection d'ombres larges et claires pendant l'expérimentation

Objectifs

• A. Oscillation libre

1. Déterminer la période d'oscillation et la fréquence caractéristique du cas non amorti.
2. Déterminer les périodes d'oscillation et les fréquences caractéristiques correspondantes pour différentes valeurs d'amortissement. Les amplitudes maximales successives et unidirectionnelles doivent être représentées en fonction du temps. Calculer les rapports d'atténuation correspondants, les constantes d'amortissement et les décréments logarithmiques.
3. Réaliser le cas apériodique et le cas de reptation.

• B. Oscillation forcée

1. Les courbes de résonance sont à déterminer et à représenter graphiquement en utilisant les valeurs d'amortissement de A.
2. Les fréquences de résonance sont à déterminer et à comparer avec les valeurs de fréquence de résonance trouvées au préalable.
3. Le déphasage entre le pendule de torsion et le couple externe stimulant doit être observé pour une petite valeur d'amortissement en supposant que dans un cas la fréquence stimulante est bien inférieure à la fréquence de résonance et dans l'autre cas elle est bien supérieure.

Ce que vous pouvez apprendre sur

• La fréquence angulaire
• Fréquence caractéristique
• Fréquence de résonance
• Pendule de torsion
• Vibration de torsion
• Couple et couple de rappel
• Oscillation libre amortie/non amortie
• Oscillation forcée
• Rapport d'atténuation/ décrémentation
• Constante d'amortissement
• Décrément logarithmique
• Cas apériodique
• Creeping