‹ Recueil d'exercices sur la méchanique rationnelle: a l'usage des candidats a la licence et a lChapitre 52 sur 72 · JU · texte numérisé non relu

JU

V/? -1- 2acos'«£ -{- 2psiu^a , -i-î , — • (l^

Q a cas'' fi -h psin^w

/ V « P . COS'tt "^ 2

Nous retrouvons le même théorème que M. Puiseux a démontre', au tome VII du Journal de Liowille, sur le pendule sphérique 5 la différence d'azimut de deux plans

de hauteur maximum et minimum est ^-^ mais la dé-

monstration est compliquée dans le cas du pendule sphé-

rique (*).

Lorsque (3 est très-voisin de a, on voit que l'angle des

Les petites oscillations s'étudient très-facilement sur le paraboloïde. Je fais ^pa = a\ 2pÇ> = b^ dans l'équation (6)5 puis, dans Téquation (5), je remplace z par la variable r, et j'introduis les mêmes paramètres a et J-, on

(*) Voici, sauf quelques modifications, la démonstration que M. Puiseux

donne de cet important théorème. Faisons le rayon de la. sphère égal à i,

appelons e Tangle du pendale avec la verticale, f Tazimut du pendule, et

de ^? ^ 1

supposons qu'à Tinstant initial on ait Ô = a, 9 = o, ^ = 0» ^^ — "• '^*

équations des aires et des forces vives donnent

8ln*6^ =«sîn»a, ^•+-"»'^^' = w»8in«a-+- 2^(008 ô - cos«);

d'où

dz(asin*a.d$

sin ^( cos 5 — cos a ) [ a^ sin" Ô — w' sin* a C cos Ô -+- cos a )]

La quantité entre crochets s'annule pour une valeur de 6, /3, que je suppose •< a; on a

2 fi" w'sin'a

Sfl^sin'jS = w*flin'aCco8â-i-co8a), — ;; = — . , .' >

or \ r n cosy3H-co8« sin'^

d'où

— sina8in)3</d

sin ô V^(co8 Ô— cos a) (cos ^— cos Ô) ^ I -t- cos a cos /3-f- cos 5 (cos a-h cos /3 )

Comme cos0 est <cos^, y3 étant le minimum de d, si l'on remplace dane le second radical cosd par cos/3, on diminuera df^ et l'on aura une lim t

280 RECUEIL D^EXERGICES

trouve sans peine

abdr dB =

ah dr ah rdr

, . ^ r^ a' 6* ah a^-^-h^ — ir

(7) a9 = arccos 1 arccos — ^ —

^' ' II 2/?' h^ — a*

L'équation (5) donne

rdr s] p^->r r^

Si l'on se borne à la partie principale en négligeant r' à

de Tangle des plans qui donnent 6 = 0. ou 9 = /3, savoir :

it

sinasin^g /•* de^ ^

^H-2 co8acos/3H-co8'/3 J^ sind\/(cos5 — cosa)(cos^ — cosfl)

En posant cosd = cosa cos'u + cos^ sin'u, l'intégrale définie devient

/» 'idu w / I I \

I — (cosaco8'«-4-co8i3sin'M)' "" 4 1 « & . a . 5 I

^ /-/-Il çQg çQg • sin — sin - /

oc — iS TC COS ^

sin a sin /3 '

d'où

wcosY(a — ^) . /i I + co8aco8y3 + sin/3sina^

^* V^i+2cosacos^ + cos»]3 '^ V 2 1 h- 2 cosacos/S h-co8*,3 '

mais i+acosacos/S-Hcos^'/S est visiblement <a(i+cosaco8j8+sinasin/9), donc f 1 >■ — •

SUR LA MÉGÀIfIQUE RATIONNELLE. a8l

côté de p', on a

arccos

Ainsi qu'il convient dans une métliode d'approximation, on remplacera le deuxième terme du second membre de l'équation (7) par sa partie principale, et l'on aura

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