Dans la fenêtre d’impression, choisissez « Enregistrer au format PDF » pour garder une copie sur votre appareil.
1Formules et méthodes
Cinématique
Vitesse
v = v0 + a·t
Déplacement
s = v0·t + ½·a·t²
Sans le temps
v² = v0² + 2·a·s
Unités
1 m/s = 3,6 km/h
Méthode
Listez ce que vous connaissez : v₀, v, a, t et s, avec les unités.
Choisissez l’équation qui contient vos trois données et l’inconnue.
Choisissez un sens positif et donnez un signe moins aux grandeurs de sens opposé.
Résolvez et vérifiez que la réponse a un sens physique.
Lois de Newton
Deuxième loi
ΣF = m·a
Poids
W = m·g
Frottement dynamique
Ff = μ·N
Sur un plan incliné
parallèle : m·g·sin θ, normale : m·g·cos θ
Méthode
Tracez un diagramme du corps libre avec toutes les forces qui s’exercent sur le corps.
Choisissez un sens positif le long du mouvement.
Décomposez les forces selon le mouvement et perpendiculairement à celui-ci (sur un plan incliné : m·g·sin θ le long de la pente, m·g·cos θ vers la pente).
Appliquez ΣF = m·a selon le mouvement ; le frottement vaut μ·N et s’oppose au mouvement.
Mouvement d’un projectile
Composantes
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
Position
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
Hauteur maximale
H = h + vy²/(2g)
Portée (sol horizontal)
R = v0²·sin 2θ/g
Méthode
Décomposez la vitesse initiale : vx = v₀·cos θ et vy = v₀·sin θ.
Le mouvement horizontal est à vitesse constante ; le mouvement vertical a une accélération −g.
Trouvez la durée du vol à partir du mouvement vertical.
Utilisez cette durée dans le mouvement horizontal pour trouver la portée.
Mouvement circulaire
Accélération centripète
a = v²/r = ω²·r
Force centripète
F = m·v²/r
Vitesse angulaire
ω = v/r = 2π/T
Virage plat, frottement
vmax = √(μ·g·r)
Travail et énergie
Énergie cinétique
Ek = ½mv²
Énergie potentielle
Ep = mgh
Bilan d’énergie
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Travail du frottement
W = μ·N·d
Puissance
P = W/t
Quantité de mouvement et chocs
Quantité de mouvement
p = m·v
Conservation
Σm·v (before) = Σm·v (after)
Choc parfaitement inélastique
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
Impulsion
J = F·Δt = m·Δv
Méthode
Choisissez un sens positif et donnez à chaque vitesse son signe.
Écrivez la quantité de mouvement totale avant : Σm·v.
Dans un choc parfaitement inélastique, les corps se déplacent ensemble après le choc ; dans un choc élastique, l’énergie cinétique est aussi conservée.
Égalez la quantité de mouvement avant et après, puis résolvez.
v = ω·r, E = ½mv²(1 + I/(mr²)), a = g·sin θ/(1 + I/(mr²))
Moment cinétique
L = I·ω, I1ω1 = I2ω2
Choc autour d’un pivot
m·v·d = I·ω
Méthode
Choisissez l’axe : un pivot fixe, ou le centre de masse pour les corps qui roulent.
Trouvez le moment d’inertie par rapport à cet axe à l’aide des résultats usuels, en utilisant I = IG + m·d² pour un axe décalé.
Choisissez la méthode : ΣM = I·α pour les accélérations et les forces, l’énergie (½·I·ω² + ½·m·v² + m·g·h) pour les vitesses, le moment cinétique pour les chocs et les variations brusques.
Reliez le mouvement linéaire et le mouvement angulaire avec v = ω·r et a = α·r, et convertissez les rpm en rad/s.
Engrenages et trains d’engrenages
Roues en prise
n1·N1 = n2·N2
Couple
T2 = T1·(N2/N1)·η
Puissance
P = T·ω, ω = 2π·n/60
Train composé
rapport total = produit des rapports de chaque étage
Ressorts et pendules
Masse sur un ressort
T = 2π·√(m/k)
Pendule
T = 2π·√(L/g)
Pulsation
ω = √(k/m) = 2π/T
Vitesse et accélération maximales
vmax = A·ω, amax = A·ω²
Énergie
E = ½·k·A²
Vibrations mécaniques
Fréquence propre
ωn = √(k/m), fn = ωn/(2π)
À partir de la flèche statique
ωn = √(g/δst)
Amortissement critique
cc = 2√(km) = 2mωn
Taux d’amortissement
ζ = c/cc
Fréquence amortie
ωd = ωn√(1 − ζ²)
Décrément logarithmique
δ = (1/n)·ln(x0/xn), ζ = δ/√(4π² + δ²)
Ressorts en parallèle
k = k1 + k2
Ressorts en série
1/k = 1/k1 + 1/k2
2Exercices
1.CinématiqueMoyen
Une voiture roulant à 80 km/h freine avec une décélération constante de 6,5 m/s² jusqu’à l’arrêt. Trouvez la distance de freinage s.
v₀ = 80 km/ha = −6,5 m/s²v = 0
s = m
2.CinématiqueDifficile
Une balle est lancée verticalement vers le haut à 20 m/s depuis le bord d’un toit situé à 30 m au-dessus du sol. Négligez la résistance de l’air et prenez g = 9,81 m/s². Combien de temps après le lancer touche-t-elle le sol ? Trouvez t.
v₀ = 20 m/sh₀ = 30 mg = 9,81 m/s²
t = s
3.Lois de NewtonMoyen
Un bloc de 11 kg descend en glissant une pente inclinée de 45° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,1. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a du bloc le long de la pente.
m = 11 kgθ = 45°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Lois de NewtonDifficile
Un bloc de 2 kg posé sur une table horizontale est relié par un fil léger, passant sur une poulie sans frottement, à une masse suspendue de 3 kg. Le coefficient de frottement dynamique entre le bloc et la table vaut 0,3. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez l’accélération a du système.
m1 = 2 kgm2 = 3 kgμ = 0,3g = 9,81 m/s²
a = m/s²
5.Mouvement d’un projectileMoyen
Une balle est lancée depuis un sol horizontal à 75° au-dessus de l’horizontale et retombe à 125 m. Négligez la résistance de l’air et prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse de lancement v0.
θ = 75°R = 125 mg = 9,81 m/s²
v0 = m/s
6.Mouvement d’un projectileDifficile
Une balle est lancée à 45° au-dessus de l’horizontale du haut d’une falaise de 40 m. Négligez la résistance de l’air. Trouvez la distance horizontale x parcourue avant que la balle touche le sol.
v0 = 29 m/sθ = 45°h = 40 mg = 9,81 m/s²
x = m
7.Mouvement circulaireMoyen
Une voiture prend un virage plat de 50 m de rayon. Le coefficient de frottement statique entre les pneus et la route vaut 0,5. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la vitesse maximale vmax à laquelle la voiture peut prendre le virage sans déraper.
r = 50 mμs = 0,5g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
8.Mouvement circulaireDifficile
Un chariot de 1 kg est lâché sans vitesse initiale à une hauteur de 34,5 m sur une piste sans frottement et parcourt une boucle verticale de rayon 7,5 m. Prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la réaction normale Nbottom de la piste sur le chariot au bas de la boucle.
m = 1 kgh = 34,5 mR = 7,5 mg = 9,81 m/s²
Nbottom = N
9.Travail et énergieMoyen
Un bloc glisse sans vitesse initiale sur une pente inclinée de 40° par rapport à l’horizontale. Le coefficient de frottement dynamique vaut 0,15. Trouvez sa vitesse v après avoir glissé de 5 m le long de la pente.
θ = 40°μ = 0,15d = 5 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
10.Travail et énergieDifficile
Un bloc de 10 kg est lâché sans vitesse à une hauteur de 1,5 m sur une rampe lisse. En bas, il traverse une bande horizontale rugueuse de 1 m (μ = 0,25) puis heurte un ressort (k = 500 N/m) sur une surface lisse. Trouvez la compression maximale x du ressort.
m = 10 kgh = 1,5 mL = 1 mμ = 0,25k = 500 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
11.Quantité de mouvement et chocsMoyen
Un projectile de 16 kg se déplaçant horizontalement à 26 m/s explose en deux fragments qui se déplacent sur la même droite. Le fragment de 3 kg continue vers l’avant à 57 m/s. Trouvez la vitesse v′2 du fragment de 13 kg (positive dans le sens initial).
M = 16 kgu = 26 m/sm1 = 3 kgv′1 = 57 m/sm2 = 13 kg
v′2 = m/s
12.Quantité de mouvement et chocsDifficile
À un carrefour, une voiture de 1900 kg roulant vers l’est à 15 m/s entre en collision avec une voiture de 1700 kg roulant vers le nord à 21 m/s. Les voitures restent accrochées. Trouvez la vitesse v′ de l’épave juste après la collision.
m1 = 1900 kgv1 = 15 m/s (E)m2 = 1700 kgv2 = 21 m/s (N)
v′ = m/s
13.Rotation d’un solideMoyen
Un volant d’inertie de moment d’inertie 9 kg·m² tourne à 2800 rpm. Un frein applique un couple de frottement constant de 140 N·m. Combien de temps t met-il à s’arrêter ?
I = 9 kg·m²n = 2800 rpmTb = 140 N·m
t = s
14.Rotation d’un solideDifficile
Un corps (cylindre plein) de masse 10 kg roule sans glisser à 8 m/s. Quel pourcentage p de son énergie cinétique totale est de la rotation ?
m = 10 kgv = 8 m/sI = ½·m·r²
p = %
15.Engrenages et trains d’engrenagesMoyen
Une poulie de 160 mm tournant à 1440 tr/min entraîne une poulie de 300 mm par une courroie avec 1,5 % de glissement. Trouvez la vitesse n2 de la poulie menée.
n1 = 1440 rpmd1 = 160 mmd2 = 300 mms = 1,5 %
n2 = rpm
16.Engrenages et trains d’engrenagesDifficile
Dans un train d’engrenages composé, la roue A (48 dents), sur l’arbre d’entrée qui tourne à 3000 rpm, entraîne la roue B (50 dents). La roue C (15 dents) est solidaire du même arbre que B et entraîne la roue D (24 dents) sur l’arbre de sortie. Trouvez la vitesse de sortie nout.
nin = 3000 rpmA = 48B = 50C = 15D = 24
nout = rpm
17.Ressorts et pendulesMoyen
Un astronaute sur une autre planète constate qu’un pendule simple de 0,6 m de long a une période de 3,82 s pour de petites oscillations. Trouvez l’accélération de la pesanteur g sur cette planète.
L = 0,6 mT = 3,82 s
g = m/s²
18.Ressorts et pendulesDifficile
Une masse de 1,6 kg fixée à un ressort de raideur k = 160 N/m est écartée de 20 cm de sa position d’équilibre puis lâchée. Trouvez son accélération maximale amax.
m = 1,6 kgk = 160 N/mA = 20 cm
amax = m/s²
19.Vibrations mécaniquesMoyen
Une masse de 50 kg est portée par un ressort de raideur 12 kN/m et un amortisseur visqueux de coefficient d’amortissement 770 N·s/m. Trouvez le taux d’amortissement ζ.
m = 50 kgk = 12 kN/mc = 770 N·s/m
ζ =
20.Vibrations mécaniquesDifficile
Une masse de 40 kg est suspendue au ressort k₃ = 25 kN/m. Le haut de k₃ est fixé à une barre rigide suspendue à deux ressorts côte à côte, k₁ = 5 kN/m et k₂ = 30 kN/m ; la barre reste horizontale. Négligez l’amortissement et les masses des ressorts et de la barre. Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.
m = 40 kgk1 = 5 kN/mk2 = 30 kN/mk3 = 25 kN/m
fn = Hz
3Solutions
1.Cinématique
Réponse: s = 37,99 m
Mouvement à accélération constante : v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² et v² = v₀² + 2·a·s. Choisissez l’équation qui contient les trois grandeurs connues et celle que vous cherchez, et gardez des signes cohérents avec un seul sens positif.
Unités
v₀ = 80/3,6 = 22,22 m/s
Distance de freinage
0 = v₀² − 2·a·s → s = v₀²/(2a) = 22,22²/(2·6,5) = 37,99 m
Réponse
s = 37,99 m
2.Cinématique
Réponse: t = 5,244 s
Mouvement à accélération constante : v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² et v² = v₀² + 2·a·s. Choisissez l’équation qui contient les trois grandeurs connues et celle que vous cherchez, et gardez des signes cohérents avec un seul sens positif.
Équation du mouvement
Le haut est positif et le sol se trouve h₀ sous le point de départ.
−30 = 20·t − ½·9,81·t²
4,905·t² − 20·t − 30 = 0
Résoudre l’équation du second degré
Seule la racine positive a un sens physique.
t = (20 + √(20² + 2·9,81·30))/9,81 = 5,244 s
Réponse
t = 5,244 s
3.Lois de Newton
Réponse: a = 6,243 m/s²
Deuxième loi de Newton : la force résultante sur un corps est égale à sa masse multipliée par son accélération, ΣF = m·a. Tracez un schéma du corps libre, choisissez un sens positif selon le mouvement et additionnez toutes les forces dans cette direction : forces appliquées, frottement μ·N opposé au mouvement et composantes du poids.
Deuxième loi de Newton : la force résultante sur un corps est égale à sa masse multipliée par son accélération, ΣF = m·a. Tracez un schéma du corps libre, choisissez un sens positif selon le mouvement et additionnez toutes les forces dans cette direction : forces appliquées, frottement μ·N opposé au mouvement et composantes du poids.
Mouvement d’un projectile : sans résistance de l’air, x = vxt et y = h + vyt − ½gt². Les deux directions sont indépendantes, sauf qu’elles partagent le même temps.
Isoler v₀ dans la formule de la portée
v₀ = √(g·R/sin 2θ) = √(9,81·125/sin 150°) = 49,52 m/s
Réponse
v0 = 49,52 m/s
6.Mouvement d’un projectile
Réponse: x = 115,4 m
Mouvement d’un projectile : sans résistance de l’air, x = vxt et y = h + vyt − ½gt². Les deux directions sont indépendantes, sauf qu’elles partagent le même temps.
Décomposer la vitesse de lancement
La vitesse horizontale reste constante ; le mouvement vertical a une accélération constante g = 9,81 m/s² vers le bas.
vx = v0·cos θ = 29·cos 45° = 20,51 m/s
vy = v0·sin θ = 29·sin 45° = 20,51 m/s
Durée du vol
Résolvez y(t) = h + vy·t − ½gt² = 0 et prenez la racine positive.
0 = 40 + 20,51·t − 4,905·t²
t = (vy + √(vy² + 2gh))/g = (20,51 + √(420,5 + 784,8))/9,81 = 5,629 s
Distance horizontale
x = vx·t = 20,51·5,629 = 115,4 m
Réponse
x = 115,4 m
7.Mouvement circulaire
Réponse: vmax = 15,66 m/s
Mouvement circulaire uniforme : un objet qui se déplace à la vitesse v sur un cercle de rayon r a une accélération dirigée vers le centre a = v²/r ; il lui faut donc une force résultante dirigée vers le centre F = m·v²/r. Cette force est fournie par quelque chose de réel : frottement, tension, pesanteur ou réaction normale.
Le frottement fournit la force centripète
m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0,5·9,81·50) = 15,66 m/s
Réponse
vmax = 15,66 m/s (56,38 km/h)
8.Mouvement circulaire
Réponse: Nbottom = 100,1 N
Mouvement circulaire uniforme : un objet qui se déplace à la vitesse v sur un cercle de rayon r a une accélération dirigée vers le centre a = v²/r ; il lui faut donc une force résultante dirigée vers le centre F = m·v²/r. Cette force est fournie par quelque chose de réel : frottement, tension, pesanteur ou réaction normale.
Vitesse par la conservation de l’énergie
v² = 2·9,81·34,5 = 676,9 m²/s²
Forces
Le sens vers le centre est positif.
N = m·v²/R + m·g = 1·676,9/7,5 + 9,81 = 100,1 N
Réponse
Nbottom = 100,1 N
9.Travail et énergie
Réponse: v = 7,196 m/s
Théorème de l’énergie cinétique : la variation d’énergie cinétique égale le travail de toutes les forces. En écrivant la pesanteur et les ressorts sous forme d’énergie potentielle (mgh et ½kx²), on obtient un bilan : énergie initiale = énergie finale + énergie perdue par frottement (μN·d).
Bilan d’énergie le long de la pente
Le bloc descend de d·sin θ pendant que le frottement retire μmg·cos θ·d. La masse se simplifie.
½v² = g·d·(sin θ − μ·cos θ)
v = √(2·9,81·5·(0,6428 − 0,15·0,766)) = 7,196 m/s
Réponse
v = 7,196 m/s
10.Travail et énergie
Réponse: x = 70,04 cm
Théorème de l’énergie cinétique : la variation d’énergie cinétique égale le travail de toutes les forces. En écrivant la pesanteur et les ressorts sous forme d’énergie potentielle (mgh et ½kx²), on obtient un bilan : énergie initiale = énergie finale + énergie perdue par frottement (μN·d).
Énergie restant après la bande rugueuse
La rampe est lisse, donc seule la bande retire de l’énergie.
mgh − μmgL = 98,1·(1,5 − 0,25·1) = 122,6 J
Compression maximale
½kx² = 122,6 → x = √(2·122,6/500) = 0,7004 m = 70,04 cm
Réponse
x = 70,04 cm
11.Quantité de mouvement et chocs
Réponse: v′2 = 18,85 m/s
Conservation de la quantité de mouvement : si aucune force extérieure n’agit pendant un choc, la quantité de mouvement totale Σm·v avant est égale à celle après. Les vitesses ont un sens : choisissez un sens positif et affectez d’un signe moins les vitesses dans l’autre sens. Dans un choc élastique, l’énergie cinétique est aussi conservée ; dans un choc parfaitement inélastique, les corps restent solidaires.
Quantité de mouvement avant
p = M·u = 16·26 = 416 kg·m/s
Quantité de mouvement après
416 = 3·57 + 13·v′2
v′2 = (416 − 171)/13 = 18,85 m/s
Réponse
v′2 = 18,85 m/s
12.Quantité de mouvement et chocs
Réponse: v′ = 12,69 m/s
Conservation de la quantité de mouvement : si aucune force extérieure n’agit pendant un choc, la quantité de mouvement totale Σm·v avant est égale à celle après. Les vitesses ont un sens : choisissez un sens positif et affectez d’un signe moins les vitesses dans l’autre sens. Dans un choc élastique, l’énergie cinétique est aussi conservée ; dans un choc parfaitement inélastique, les corps restent solidaires.
Rotation autour d’un axe fixe : la somme des moments par rapport à l’axe est égale à I·α (ΣM = I·α), comme ΣF = m·a pour la translation. Sous forme énergétique, un couple T qui tourne d’un angle θ (en radians) fournit un travail T·θ, qui modifie l’énergie cinétique ½·I·ω² ; la pesanteur ajoute ou retire m·g·Δh pour le centre de masse. La puissance est P = T·ω.
Vitesse angulaire
ω = 2π·2800/60 = 293,2 rad/s
Décélération et durée
α = Tb/I = 140/9 = 15,56 rad/s²
t = ω/α = 293,2/15,56 = 18,85 s
Réponse
t = 18,85 s
14.Rotation d’un solide
Réponse: p = 33,33 %
Roulement et moment cinétique : un corps qui roule sans glisser a v = ω·r, donc son énergie cinétique est ½·m·v² + ½·I·ω² = ½·m·v²·(1 + I/(m·r²)). Sur une pente, cela donne a = g·sin θ/(1 + I/(m·r²)). Quand aucun moment extérieur n’agit autour d’un axe, le moment cinétique autour de cet axe reste constant, I₁·ω₁ = I₂·ω₂, même si de l’énergie cinétique est perdue.
La part ne dépend que de la forme, pas de la masse ni de la vitesse.
15.Engrenages et trains d’engrenages
Réponse: n2 = 756,5 rpm
Transmissions par courroie : sans glissement, les deux poulies ont la même vitesse périphérique v = π·d·n/60, donc n₁·d₁ = n₂·d₂ et le rapport de vitesses vaut d₂/d₁. Le glissement s ralentit un peu la poulie menée : n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). La puissance transmise est P = (T₁ − T₂)·v, avec T₁ la tension du brin tendu et T₂ celle du brin mou. Le frottement limite le rapport des tensions : T₁/T₂ = eμθ, où θ est l’angle d’enroulement en radians sur la plus petite poulie ; pour une courroie ouverte, θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)) avec l’entraxe C.
Vitesse sans glissement
1440·160/300 = 768 rpm
Avec glissement
n2 = 768·0,985 = 756,5 rpm
Réponse
n2 = 756,5 rpm
16.Engrenages et trains d’engrenages
Réponse: nout = 1800 rpm
Trains d’engrenages : des roues en prise ont la même vitesse au niveau des dents, donc n₁·N₁ = n₂·N₂ : la roue qui a le moins de dents tourne le plus vite. Des roues montées sur un même arbre tournent à la même vitesse. La puissance est transmise (aux pertes près), donc le couple augmente quand la vitesse diminue : T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η, et P = T·ω avec ω = 2π·n/60.
Premier étage
nB = 3000·48/50 = 2880 rpm = nC
Deuxième étage
nout = 2880·15/24 = 1800 rpm
Réponse
nout = 1800 rpm
rapport total = 1,667 : 1
17.Ressorts et pendules
Réponse: g = 1,623 m/s²
Mouvement harmonique simple : une masse m sur un ressort de raideur k oscille avec la pulsation ω = √(k/m) et la période T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Un pendule simple de longueur L a pour période T = 2π·√(L/g). Avec une amplitude A, la vitesse maximale vaut A·ω, l’accélération maximale A·ω² et l’énergie ½·k·A².
Isoler g
g = 4π²·L/T² = 4π²·0,6/3,82² = 1,623 m/s²
Réponse
g = 1,623 m/s²
18.Ressorts et pendules
Réponse: amax = 20 m/s²
Mouvement harmonique simple : une masse m sur un ressort de raideur k oscille avec la pulsation ω = √(k/m) et la période T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Un pendule simple de longueur L a pour période T = 2π·√(L/g). Avec une amplitude A, la vitesse maximale vaut A·ω, l’accélération maximale A·ω² et l’énergie ½·k·A².
Pulsation
ω = √(160/1,6) = 10 rad/s
Accélération maximale
amax = A·ω² = 0,2·10² = 20 m/s²
Réponse
amax = 20 m/s²
19.Vibrations mécaniques
Réponse: ζ = 0,497
Vibrations libres d’un système masse–ressort : la pulsation propre non amortie vaut ωn = √(k/m) en rad/s, et fn = ωn/(2π) en Hz. Un amortisseur visqueux c donne le taux d’amortissement ζ = c/cc, avec l’amortissement critique cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Un système sous-amorti (ζ < 1) oscille à ωd = ωn·√(1 − ζ²). Des ressorts en parallèle s’additionnent, k = k₁ + k₂ ; des ressorts en série s’additionnent par leurs inverses, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Amortissement critique
cc = 2·√(k·m) = 2·√(12000·50) = 1549 N·s/m
Taux d’amortissement
ζ = c/cc = 770/1549 = 0,497
Réponse
ζ = 0,497
ζ < 1 : le système est sous-amorti et oscille en s’amortissant.
20.Vibrations mécaniques
Réponse: fn = 3,039 Hz
Vibrations libres d’un système masse–ressort : la pulsation propre non amortie vaut ωn = √(k/m) en rad/s, et fn = ωn/(2π) en Hz. Un amortisseur visqueux c donne le taux d’amortissement ζ = c/cc, avec l’amortissement critique cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Un système sous-amorti (ζ < 1) oscille à ωd = ωn·√(1 − ζ²). Des ressorts en parallèle s’additionnent, k = k₁ + k₂ ; des ressorts en série s’additionnent par leurs inverses, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Raideur équivalente
Seuls k1 et k2 sont en parallèle. Cette paire est en série avec k3 ; combinez-les donc par leurs inverses.