Etudier le mouvement périodique d'une balançoire Problème

Un enfant de masse m = 31 kg fait de la balançoire. Après s'être élancé, il se laisse aller.

On assimilera l'enfant à un système ponctuel situé en son centre de gravité G. Lorsqu'il se balance, G est animé d'un mouvement circulaire de rayon R = 2,7 m. Dans la position extrême, lorsque la balançoire est la plus écartée de la verticale, les cordes de la balançoire forment un angle \theta = 33 ° par rapport à la verticale.

On négligera les frottements. L'énergie potentielle de pesanteur sera nulle dans la position d'équilibre, c'est-à-dire lorsque la balançoire est verticale.

Quelle est l'énergie potentielle de pesanteur lorsque la balançoire est dans sa position la plus écartée de la verticale ?

Quelles sont la vitesse et l'énergie mécanique de l'enfant dans cette position ?

Que peut-on dire de l'énergie mécanique au cours de ce mouvement ?

Quelle est la vitesse v de l'enfant lorsque la balançoire passe dans la position d'équilibre ?

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