Les pendules sont souvent utilisés en divination et en radiesthésie. Ils peuvent se balancer selon des lignes droites verticales, des diagonales horizontales ou des mouvements elliptiques. Avant d’utiliser un pendule, il est important de comprendre ses réponses. L’établissement d’oscillations directionnelles peut être effectué en posant des questions au pendule et en observant les résultats.

Le comportement dynamique d’un simple pendule forcé de diverses manières est bien plus riche que les modèles généralement présentés aux étudiants en génie de premier cycle. Cet article explore cette richesse.
Période d’un pendule

La période d’un pendule est le temps qu’il met à un pendule pour effectuer une oscillation. Elle se mesure en secondes. La période du pendule est déterminée par sa longueur et la masse du mouvement du pendule. Elle est également affectée par le frottement et la force de gravité.

Les pendules sont largement utilisés pour enseigner les principes de la physique. Ils constituent un moyen utile de démontrer la première loi du mouvement de Newton et peuvent être utilisés dans des expériences simples pour déterminer l’accélération due à la gravité à différents endroits.

Les pendules sont également utilisés dans les horloges pour réguler leur mouvement. Cependant, la conception actuelle de l’échappement, qui fournit des impulsions pour faire osciller le pendule, introduit des erreurs proportionnelles à la période. Pour éliminer ces erreurs, Huygens introduisit des guides cycloïdaux à côté des pivots de ses horloges à pendule. Ceux-ci limitent le swing à de petits arcs. De plus, il a ajusté la longueur du pendule pour tenir compte des changements dans l’accélération de la gravité.
Masse

Les pendules sont souvent utilisés comme outil d’enseignement de la physique. Ce sont des idéalisations car elles n’existent pas réellement dans la nature, mais elles donnent une idée du fonctionnement du mouvement oscillatoire. Un pendule est constitué d’un poids (appelé bob) suspendu à l’extrémité d’une tige inextensible et incompressible qui est attachée à un pivot sans friction qui ne bouge pas.

Différentes masses tombent à des rythmes différents. Changer la masse du bob n’affecte pas la vitesse à laquelle le pendule oscille, mais cela changera le temps qu’il faut pour terminer un cycle. Les pendules peuvent également être utilisés pour démontrer que la vitesse de la gravité varie selon le lieu. Ce n’est pas aussi fort sur la Lune que sur Terre. Ce fait est parfois mal utilisé, par exemple dans la nouvelle de 1842 « La fosse et le pendule » d’Edgar Allan Poe.[145] Un pendule dont le tranchant est une lame de couteau peut être utilisé pour torturer les prisonniers, comme le rapporte l’Inquisition espagnole en 1826.
La gravité

En physique, il est d’usage, lorsqu’il existe des forces qui agissent sur un objet dans des directions différentes, de résoudre ces forces en composantes le long d’axes de coordonnées. La force de rappel et la force de gravité, dans le cas d’un pendule, sont résolues en leurs composantes parallèles et perpendiculaires à diverses positions le long de l’arc de balançoire.

Pour les petits déplacements du pendule (par exemple, le centre de gravité d’un pendule d’horloge est à environ 4,00 cm en dessous du pivot), la force qui résiste au mouvement, appelée force de rappel, annule la force de gravité. Ceci est un exemple de l’une des trois lois du mouvement de Newton : un objet en mouvement reste en mouvement à moins d’être soumis à une force extérieure.

Cependant, la force du champ gravitationnel varie d’un endroit à l’autre. Ainsi, un pendule donné oscillera plus rapidement, et aura donc une période plus courte, à des altitudes plus basses ou aux pôles terrestres qu’à des altitudes plus élevées ou près de l’équateur.
Forcer

Lors du balancement d’un pendule, l’énergie passe du potentiel gravitationnel à l’énergie cinétique. Lorsque le pendule se déplace sur son arc le plus bas, la force de gravité agit pour l’accélérer vers le bas. Cette accélération est compensée par la force de rappel de la corde. A la fin de son oscillation, le pendule ralentit et s’arrête.

En effet, le pendule possède plus d’énergie cinétique que d’énergie potentielle. C’est le même concept qui se cache derrière la première loi des trois lois du mouvement de Newton : un objet en mouvement reste en mouvement à moins qu’il ne soit soumis à une force extérieure.

La physique du pendule a été décrite mathématiquement pour la première fois par Galilée. Les pendules sont encore utilisés aujourd’hui dans les expériences scientifiques, et les ingénieurs utilisent les mathématiques du pendule lorsqu’ils conçoivent des objets comme des horloges et des manèges dans des parcs d’attractions. De plus, les ingénieurs utilisent les concepts d’inertie et de mouvement pendulaire lorsqu’ils déterminent dans quelle mesure un bâtiment peut osciller en toute sécurité lors d’une tempête de vent ou d’un tremblement de terre.