Partie 2 : Mouvement d’un système {solide — ressort}
On considère le système {solide (S)- ressort} représenté sur la figure (3). Le ressort est à spires non jointives, d’axe horizontal, de masse négligeable et de raideur K. On étudie le mouvement du centre d’inertie G du solide (S) de masse m =100 g dans un repère (O,i→) lié à la Terre supposé galiléen.
À l’équilibre xG = x0 =0.
On écarte (S)de sa position d’équilibre d’une distance Xm et on l’abandonne sans vitesse initiale à l’instant t0 = 0. Le solide (S) effectue 10 oscillations pendant la durée Δt = 3,14 s .
1. Déterminer la valeur de la période propre T0 .
2. Déduire la valeur de K.
3. On choisit l’état où le ressort n’est pas déformé comme référence de l’énergie potentielle élastique Epe et le plan horizontal contenant G comme état de référence de l’énergie potentielle de pesanteur Epp .
La courbe de la figure (4) représente le diagramme d’énergie potentielle élastique Epe= f(x) .
En exploitant le diagramme, déterminer les valeurs de :
a. L’amplitude Xm.
b. L’énergie mécanique Em du système oscillant.
c. La vitesse maximale du mouvement de (S).