Pendule avec frottements secs et fluides

Question

Définir la nouvelle fonction \(F3(X,t)\) pour modéliser cette équation différentielle.

Tester votre implantation pour différents angles initiaux, on prendra un pas de l'ordre de \(10^{-2}\).

Indice

On a \(m_1 L_1 \ddot \theta_1 + \mu L_1 \dot{\theta_1} + m_1 g \sin\theta_1+ f(\theta_1)=0\).

Pour résoudre ce problème, on se ramène à un problème de Cauchy d'ordre 1 : \(\dot X = F(X,t)\).

On a alors le système différentiel suivant : \(\left\{\begin{array}{ll}V(t)=\dot \theta_1(t) \\\dot V=-\frac{ 1}{m_1 L_1}(\mu L_1 V + m_1 g \sin\theta_1+ f(\theta_1)) \end{array}\right.\)

On cherche à écrire une fonction \(\tt F1(thet,thetp)\) qui renvoie \(V(t)\) et \(\dot V\).

On a deux cas, si \(\dot{\theta_1} >= 0\) on a alors \(\left\{\begin{array}{ll}V(t)=\dot \theta_1(t) \\\dot V=-\frac{ 1}{m_1 L_1}(\mu L_1 V + m_1 g \sin\theta_1- f_1)) \end{array}\right.\)

Solution

1
def F3(thet,thetp):
2
    if thetp >=0:
3
        V=thetp
4
        Vp=-g/L1*sin(thet)-mu/m1*V-0.05/(L1*m1)
5
        return V,Vp
6
    else:
7
        V=thetp
8
        Vp=-g/L1*sin(thet)-mu/m1*V+0.05/(L1*m1)
9
        return V,Vp