Pendule dans un train
Durée : 5 mn
Note maximale : 6
Question
Un pendule est constitué par un point matériel suspendu par un fil à un point d'un support matériel.
Lorsque le support matériel est lié à la terre et que le pendule est au repos,
on constate que le fil est pendu verticalement.
Que peut-on dire de la vitesse d'un train se déplaçant sur une voie rectiligne et horizontale lorsque le fil du pendule suspendu au plafond d'un des wagons reste incliné par rapport à la verticale comme le montre la figure ?
Solution
On admet que la Terre est un référentiel galiléen. Les lois de la physique s'appliquent de la même façon dans tous les référentiels galiléens animés d'un mouvement relatif rectiligne et uniforme,
(2 points)
On peut donc en déduire que le référentiel lié au train n'est pas galiléen puisque le fil du pendule n'est pas aligné avec la verticale.
(2 points)
La vitesse du train par rapport à la terre n'est donc pas constante.
(1 point)
Comme l'inclinaison du pendule par rapport à la verticale ne varie pas, la vitesse augmente uniformément au cours du temps.
(1 point)