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Séance de cours

Gyroscopes et mouvement harmonique

Dans cours

PHYS-101(en): Physique générale : mécanique (anglais)

Students will learn the principles of mechanics to enable a better understanding of physical phenomena, such as the kinematics and dyamics of point masses and solid bodies. Students will acquire the capacity to quantitatively analyze these effects with the ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes des gyroscopes et du mouvement harmonique, y compris le simple mouvement harmonique, le mouvement harmonique amorti, le mouvement harmonique forcé et la résonance. Il se penche également sur le calcul de la vitesse processionnelle, de l'intuition pour les gyroscopes et des concepts d'énergie cinétique, d'énergie potentielle et d'énergie totale dans l'oscillation. La séance de cours explore en outre les solutions aux équations différentielles pour l'oscillation harmonique, les effets de l'amortissement, et le comportement de l'oscillation forcée avec une force motrice externe. De plus, il traite des phénomènes particuliers de résonance lorsque la fréquence de conduite et la fréquence naturelle sont très proches.

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Enseignant·e·s (3)

Marcelo Baquero Ruiz

Justin Richard Ball

Suliana Manley

From 2016 Associate professor, EPFL, Lausanne, Switzerland 2009-2016 Tenure-track assistant professor, EPFL, Lausanne, Switzerland 2006-2009 Post-Doctoral fellow, National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA 2004-2006 Post-Doctoral fellow, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA 1999-2004 PhD (Physics) Awarded 06/2004, Harvard University, Cambridge, MA, USA 1993-1997 Bachelors (Cum Laude) Physics & Mathematics, Rice University, Houston, TX, USA

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique newtonienne

Concepts associés (32)

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.

Oscillateur harmonique

Un oscillateur harmonique est un oscillateur idéal dont l'évolution au cours du temps est décrite par une fonction sinusoïdale, dont la fréquence ne dépend que des caractéristiques du système et dont l'amplitude est constante. Ce modèle mathématique décrit l'évolution de n'importe quel système physique au voisinage d'une position d'équilibre stable, ce qui en fait un outil transversal utilisé dans de nombreux domaines : mécanique, électricité et électronique, optique. Il néglige les forces dissipatives (frottement par exemple).

Simple harmonic motion

In mechanics and physics, simple harmonic motion (sometimes abbreviated ()) is a special type of periodic motion an object experiences due to a restoring force whose magnitude is directly proportional to the distance of the object from an equilibrium position and acts towards the equilibrium position. It results in an oscillation that is described by a sinusoid which continues indefinitely (if uninhibited by friction or any other dissipation of energy).

Gyroscope

Un gyroscope (du grec « qui observe la rotation ») est un appareil constitué d'un disque dont l'axe de rotation est libre de prendre toutes les orientations possibles grâce à un système de cardans. Cet appareil exploite le principe de la conservation du moment cinétique en physique (ou encore stabilité gyroscopique ou effet gyroscopique). Cette loi fondamentale de la mécanique veut qu'en l'absence de couple appliqué à un solide en rotation autour d'un de ses axes principaux, celui-ci conserve son axe de rotation invariable.

Gyrolaser

Un gyromètre laser ou gyrolaser est un capteur de vitesse angulaire (gyromètre) mettant en œuvre un rayon laser. Celui-ci parcourt un circuit optique dans les deux sens, l’interférence des deux rayons observée traduit la vitesse de rotation de l’ensemble. Le gyromètre laser est un capteur capable de mesurer une vitesse angulaire dans un plan. En associant trois gyromètres, il est possible de mesurer la vitesse angulaire d'un mobile dans l'espace. Cette mesure est utilisée dans les centrales à inertie qui équipent certains navires, avions, satellites, sous-marins.

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Séances de cours associées (50)

Mouvement circulaire et oscillateur harmonique

Explore le mouvement circulaire, les oscillateurs harmoniques, et les doubles ressorts, élucidant les principes de physique qui les sous-tendent.

Oscillateur harmonique forcé

Explore l'oscillateur harmonique forcé et amorti, en se concentrant sur la résonance et les conditions initiales.

Oscillations libres, ressort

Explore les oscillations libres non amassées dans un oscillateur harmonique et leur représentation graphique au fil du temps.

Oscillateur harmonique forcé: Phénomène de résonance

Couvre l'oscillateur harmonique forcé et amorti, y compris la solution harmonique et le phénomène de résonance.

Méthodes mathématiques: oscillations et transfert d'énergie

Discute des oscillations, du transfert d'énergie et de la fonction verte en physique.

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Concepts associés (32)

Oscillation

Oscillateur harmonique

Simple harmonic motion

Gyroscope

Gyrolaser

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