11.9
Considérons un système ressort-masse sans frottement dont la position est définie par une variable indépendante. Ici, l’énergie potentielle est la somme des énergies potentielles gravitationnelles et élastiques, et le négatif de sa variation est égal au travail effectué sur le système.
Si le système est en équilibre et subit un déplacement virtuel, le travail effectué peut être remplacé par un travail virtuel.
D’après le principe du travail virtuel, le travail est nul pour tous les déplacements virtuels, et donc la variation de l’énergie potentielle est également nulle. Pour les petits déplacements virtuels, l’énergie potentielle est exprimée en fonction de sa dérivée première avec la coordonnée de position.
Comme le déplacement virtuel n’est pas nul, la dérivée première de l’énergie potentielle doit être nulle. Ainsi, un système est en équilibre lorsque la dérivée première de son énergie potentielle est nulle.
L’application de ce critère au système ressort-masse donne sa position d’équilibre.
Si l’énergie potentielle dépend de plusieurs variables indépendantes, alors la dérivée partielle de l’énergie potentielle pour chaque coordonnée doit être nulle à l’équilibre.
L'énergie potentielle ou la fonction potentielle joue un rôle essentiel dans la détermination de la stabilité d'un système mécanique. Si un système es…
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