Anneau coulissant sans frottement sur une tige en rotation : recherche de l'équilibre

Manipulons la figure...

Une tige tourne autour d'un axe vertical à la vitesse angulaire ω constante. Un anneau coulisse sans frottement sur celle-ci : la force de réaction est normale au support. S'y ajoutent le poids et la force d'inertie d'entraînement, "axifuge".

L'anneau est placé en position d'équilibre, mais cet équilibre est instable : on peut le constater en examinant la résultante des forces dès qu'on l'en écarte légèrement.

Voir aussi l'influence des différents paramètres sur cet équilibre : angle d'inclinaison, vitesse angulaire, masse.

Observer l'allure du graphe d'énergie potentielle : quelle est la courbe représentative ? Pourquoi ? L'équilibre est-il toujours possible ?