Pendule sur un plateau tournant

Manipulons la figure...

L'animation montre différents points de vue du mouvement d'un pendule sur un plateau tournant

Un pendule pesant (petites oscillations de pulsation propre omega0) est placé sur un plateau tournant, et sa boule est lâchée sans vitesse initiale par rapport au plateau.

Dans le référentiel lié au sol (figure de droite), supposé galiléen, son mouvement est elliptique (oscillateur spatial), car il possède une vitesse initiale, dûe à l'entraînement du plateau.

Dans le référentiel du plateau (figure de gauche), non-galiléen, pour expliquer la modification de sa trajectoire, on prend en compte des "forces d'inertie", d'origine cinématique.

En bas à gauche, on peut voir le pendule en "3D".

Manipulation

• Un curseur permet de modifier la vitesse angulaire du plateau.
• Pour réinitialiser le mouvement, cliquer-déplacer le point bleu sur le plateau de gauche.
• Un bouton STOP/PLAY permet de figer l'animation.
• Les boutons forces et vitesse permettent de visualiser les vecteurs vitesse et/ou les vecteurs forces.
• On peut faire glisser le plateau de droite sur celui de gauche pour comparer les mouvements dans les deux référentiels.
• En cliquant-glissant sur la vue 3D on peut voir le pendule sous différents angles.

Faire varier la vitesse angulaire du plateau et constater la modification du mouvement relatif, et des forces d'inertie. Une valeur particulière intéressante est celle qui correspond à la pulsation propre du pendule.

Lorsque omega << omega0, c'est la force d'inertie de Coriolis qui agit principalement pour modifier le mouvement.

Cette animation permet de comprendre le principe du pendule de Foucault : la rotation du plateau correspond alors à la composante verticale (locale) de la rotation de la Terre.