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Commit e251d2ff authored by Jean-Paul Dax's avatar Jean-Paul Dax
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......@@ -953,8 +953,71 @@ revient à calculer
\subsection{Mouvement rectiligne uniformément accéléré}
Dans le cas du mouvement rectiligne d'un objet
Dans le cas du mouvement rectiligne d'un objet dont on le connaît que l'accélération, $a(t)$, on peut également écrire une équation différentielle
qui décrirait l'évolution de la position de l'objet en fonction du temps. En effet, l'accélération d'un objet est la deuxième dérivée
de la position, soit
\begin{equation}
x''(t)=a(t),
\end{equation}
ou encore la première dérivée de la vitesse.
\begin{align}
v'(t)&=a(t),\\
x'(t)&=v(t).
\end{align}
Par simplicité supposons que l'accélération est constante, $a(t)=a$. On doit donc résoudre\footnote{On cherche la fonction dont la deuxième dérivée est une constante, $a$.}
\begin{equation}
x''(t)=a,
\end{equation}
ou
\begin{align}
v'(t)&=a,\\
x'(t)&=v(t).\label{eq_xpv}
\end{align}
Commen\c cons pas le système d'équations ci-dessus. On commence par résoudre
la première équation pour $v(t)$ et on a
\begin{equation}
v(t)=a\cdot t+C.
\end{equation}
En substituant ce résultat dans l'équation \eqref{eq_xpv}, on a
\begin{equation}
x'(t)=a\cdot t+C.
\end{equation}
On peut donc directement intégrer des deux côtés comme vu dans la sous-section précédente
\begin{align}
\int x'(t)\dd t&=\int a\cdot t+C\dd t,\nonumber\\
x(t)&=\frac{a}{2}\cdot t^2+C\cdot t + D.
\end{align}
On a donc que la position d'un objet en mouvement rectiligne uniformément accéléré est donné par une
parabole. Cette équation ci-dessus néanmoins a encore deux constante indéterminées. Pour les déterminer, on doit donc imposer
deux conditions intiales. Une possibilité est d'imposer une condition initiale par équation
\begin{equation}
v(t_0)=v_0,\mbox{ et } x(t_0)=x_0.
\end{equation}
On obtient donc
\begin{equation}
v(t_0)=v_0=a\cdot t_0+C \Leftrightarrow C=v_0-a\cdot t_0,
\end{equation}
et
\begin{equation}
x(t_0)=x_0=\frac{a}{2}\cdot t_0^2+D \Leftrightarrow D=x_0-\frac{a}{2}\cdot t_0^2.
\end{equation}
Finalement la solution est donc
\begin{equation}
x(t)=\frac{a}{2}\cdot (t^2-t_0^2)+v_0\cdot (t-t_0)+x_0.
\end{equation}
\begin{remarque}
La solution de l'équation différentielle peut également se calculer de la façon suivante
\begin{equation}
x''(t)=av,\ x(t_0)=x_0,\ v(t_0)=v_0.
\end{equation}
revient à calculer
\begin{align*}
\int \int x''(t)\dd t\dd t=\int \int a \dd t\dd t,\\
x(t)=\frac{a}{2}t^2+C\cdot t + D.
\end{align*}
\end{remarque}
\subsection{Évolution d'une population}
......
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