Séance de cours

Oscillations forcées dans les systèmes endommagés

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Dans cours

PHYS-100: Physique avancée I (mécanique)

La Physique Générale I (avancée) couvre la mécanique du point et du solide indéformable. Apprendre la mécanique, c'est apprendre à mettre sous forme mathématique un phénomène physique, en modélisant la situation et appliquant les lois de la physique. ...

Description

Cette séance de cours traite des oscillations forcées dans les systèmes amortis, en se concentrant sur la façon dont l'énergie est injectée pour exciter les oscillations et l'évolution du système au fil du temps. Il couvre limportance de la solution déquation homogène, les caractéristiques des oscillations bien définies, et les facteurs influençant lamplitude et la phase de loscillation. L'instructeur encourage les étudiants à calculer ces valeurs et fournit une formule pour les déterminer.

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Enseignant·e

Paolo Ricci

Paolo Ricci earned his masters degree in nuclear engineering at the Politecnico di Torino, Turin (Italy) in 2000. His doctoral studies were conducted at the Los Alamos National Laboratory, with focus on kinetic simulation of magnetic reconnection in the Earth's magnetotail. He spent two-and-a-half years as a postdoctoral researcher at Dartmouth College's Department of Physics and Astronomy, where he worked on gyrokinetic simulations of the Z pinch. He joined the EPFL's Swiss Plasma Center (SPC), as a EURATOM fellow in 2006, was named Tenure Track Assistant Professor in June 2010, and Associate Professor in August 2016. He is at the head of the SPC theory group. Paolo Ricci is the recipient of the 2016 Section de Physique Teaching Prize and of the 2021 Craie d'Or award from the EPFL physics bachelor students.

Source officielle

Concepts associés (18)

Oscillation

Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique autour d'une position d'équilibre stable. Les oscillations sont soit régulières (périodiques) soit décroissantes (amorties). Elles répondent aux mêmes équations quel que soit le domaine. Une oscillation est une "variation d'une grandeur mécanique, électrique, caractérisée par un changement périodique de sens". Le cycle d'une oscillation est le temps écoulé entre deux passages successifs par la position d'équilibre.

Self-oscillation

Self-oscillation is the generation and maintenance of a periodic motion by a source of power that lacks any corresponding periodicity. The oscillator itself controls the phase with which the external power acts on it. Self-oscillators are therefore distinct from forced and parametric resonators, in which the power that sustains the motion must be modulated externally. In linear systems, self-oscillation appears as an instability associated with a negative damping term, which causes small perturbations to grow exponentially in amplitude.

Équation différentielle homogène

L'expression équation différentielle homogène a deux significations totalement distinctes et indépendantes. Une équation différentielle du premier ordre mais non nécessairement linéaire est dite homogène de degré n si elle peut s'écrire sous la forme où F est une fonction homogène de degré n, c'est-à-dire vérifiant Autrement dit (en posant h(u)=F(1,u)), c'est une équation qui s'écrit Le cas le plus étudié est celui où le degré d'homogénéité est 0, à tel point que dans ce cas on ne mentionne même pas le degré.

Vibration

thumb Une vibration est un mouvement d'oscillation mécanique autour d'une position d'équilibre stable ou d'une trajectoire moyenne. La vibration d'un système peut être libre ou forcée. Tout mouvement vibratoire peut être défini par les caractéristiques suivantes : un degré de liberté ; deux ou plusieurs degrés de liberté ; Une masse libre dans l'espace a naturellement six degrés de liberté : trois translations (notées Tx, Ty, Tz) ; trois rotations (notées Rx, Ry, Rz).

Amortissement physique

En physique, l'amortissement d'un système est une atténuation de ses mouvements par dissipation de l'énergie qui les engendre. Il peut être lié de diverses manières à la vitesse. Le frottement entre deux solides correspond à une dissipation sous la forme de chaleur. Il est régi par la loi de Coulomb selon laquelle la force de frottement ne dépend pas de la vitesse. Lorsque l'interface est lubrifiée l'énergie mécanique est encore transformée en chaleur mais la force de frottement devient proportionnelle à la vitesse selon la loi de la viscosité.

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Oscillations forcées : Dérivation

Couvre la dérivation d'oscillations forcées dans un oscillateur harmonique.

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Oscillateur harmonique unidimensionnel

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Signaux et systèmes I: modes caractéristiques et fonctions vertes

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