Oscillations forcées et résonance

L’appareil sur les oscillations forcées et la résonance permet l’étude complète du pendule élastique simple, tant en statique qu’en dynamique.

Parmi les expériences prévues figurent, pour le lycée :
• étude statique: raideur, allongement, position d’équilibre, loi de Hook.
• étude dynamique en oscillations libres: période propre, amortissement, influence du frottement.
• étude dynamique en oscillations forcées: résonance d’un système physique, influence de l’amortissement.

Pour l’enseignement supérieur, l’étude peut être approfondie à des expériences portant sur :
• L’équation différentielle du système.
• La période propre, corrélation entre la théorie et l’expérience.
• Calcul du degré d’amortissement
• Amplitude maximale en fonction de l’amortissement
• Facteur de qualité du système.

Caractéristiques :

Un plateau porte-masse est relié par une tige, et quatre masses sont livrées avec l’appareil. Une réglette graduée que l’on peut déplacer pour la mettre en face d’un index lié au ressort assure la lecture des allongements.

Une éprouvette remplie d’eau ou d’huile, sert à l?étude de l’amortissement fluide. Par ailleurs, le plateau porte-masse qui plonge dans cette éprouvette est interchangeable sous forme de disques de différents diamètres permettant de faire varier le coefficient de frottement.

Le ressort est accouplé à un moteur par le biais d’un disque, ce qui assure une excitation quasi sinusoïdale du système. La fréquence d’excitation est variable, alors que l’étude statique est réalisée simplement avec le moteur arrêté. La fréquence d’excitation est affichée sur le boîtier du moteur.