Différence principale - pendule simple vs pendule composé

UNE pendule consiste en un objet suspendu le long d'un axe de sorte qu'il puisse se déplacer librement d'avant en arrière. Selon la forme du pendule, un pendule peut être classé comme un pendule simple ou un pendule composé (pendule physique). Les différence principale entre le pendule simple et le pendule composé est que, dans un pendule simple, la distance entre le centre de gravité du corps suspendu et l'axe de suspension est grande par rapport aux dimensions du corps suspendu tandis que, dans un pendule composé, les dimensions du corps suspendu sont comparables à la distance entre le centre de gravité du corps et l'axe de suspension. Il n'y a pas de définition claire pour différencier un pendule simple d'un pendule composé, il s'agit donc d'une distinction plutôt qualitative.

Qu'est-ce qu'un pendule simple

Comme mentionné précédemment, dans un pendule simple, les dimensions de l'objet en suspension sont nettement inférieures à la distance du centre de gravité de l'objet à l'axe de suspension. Cela nous permet de traiter la masse comme s'il s'agissait d'un seul point. Nous supposons également que la « corde » qui suspend le corps est inélastique et sans masse. La figure ci-dessous illustre un pendule simple:

Un simple pendule

On prend la longueur

être la distance entre l'axe de suspension et le centre de gravité du corps (le corps en mouvement dans un simple pendule est souvent appelé le « bob »). Ensuite, si nous laissons le bob osciller d'avant en arrière avec un petit angle

, alors nous pouvons montrer que le corps oscillera avec une période

donné par:

Remarque: la période est le temps que prend le corps pour effectuer un élan complet.

est l'accélération due à la pesanteur, avec

.

Qu'est-ce qu'un pendule composé

Dans un pendule composé, la distance entre le centre de gravité du corps oscillant et l'axe de suspension est comparable aux dimensions du corps. La figure ci-dessous illustre un pendule composé:

Un pendule composé

Le corps est suspendu au sommet. Ici, le point marqué d'un point est le centre de gravité et la longueur

est la distance entre le centre de gravité et l'axe de suspension. Pour un pendule composé oscillant avec un petit angle, on peut montrer que la période

avec laquelle il oscille est donné par:

Ici,

est le moment d'inertie du corps autour de l'axe de rotation.

fait référence à la masse du corps.

Différence entre le pendule simple et le pendule composé

La description

Dans un pendule simple, la masse oscillante a des dimensions bien inférieures à la distance entre l'axe de suspension et le centre de gravité.

Dans un pendule composé, la masse oscillante a des dimensions comparables à la distance entre l'axe de suspension et son centre de gravité.

Détermination de la période

Dans un pendule simple, la seule propriété physique du pendule qui affecte sa période est sa longueur. La masse de l'objet n'affecte pas la période.

Dans un pendule composé, la masse de l'objet et la façon dont cette masse est distribuée jouent tous deux un rôle dans la détermination de la période.

Image de courtoisie

« Pendule simple. » par F=q(E+v^B) (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

« Pendule physique (diagramme étiqueté). » par Malak, Michael (Travail personnel) [Domaine public], via Wikimedia Commons