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Niveau école ingénieur
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Équation aux dérivées partielles

Posté par
Edrrrr
27-06-19 à 22:04

Bonsoir à tous,
Je m'adresse à vous afin que vous puissez m'apporter un peu votre aide sur un problème que je rencontre en cours. C'est problème de physique qui est à résoudre à la base. Cependant, pour le moment je bloque un peu sur les maths...

L'objectif est d'étudier les vibrations longitudinales d'une barre encastrée à ses extrémités en x=0 et x=L.
Cette barre est constituée d'un matériaux élastique de module d'Young E et de masse volumique ρ.

Les vibrations de cette barre sont données par l'équation :

E\frac{\partial^{2} u(x,t)}{\partial x^{2}}+\rho g = \rho\frac{\partial^{2} u(x,t)}{\partial t^{2}}         (1)

Avec les conditions limites :
(2)      u(x=0,t)=0            et    (3)     u(x=L,t)=0
et les conditions initiales :
(4)      u(x,t=0)=0            et     (5)     \frac{\partial u(x,t=0)}{\partial t}= x(x-L)

Je dois déterminer la forme générale de la solution de l'équation (1) en utilisant la méthode de séparation des variables, c'est à dire en supposant que u(x,t) = f(x).exp(iwt).
Puis déterminer la solution analytique de l'équation.

Je n'ai jusqu'à maintenant pas encore résolu d'équation avec deux variables différentes x,t comme ci dessus.

Après avoir remplacer u(x,t) :

E\frac{\partial^{2} f(x).exp (i \omega t)}{\partial x^{2}}+\rho g = \rho\frac{\partial^{2}f(x).exp (i \omega t)}{\partial t^{2}}

Je ne vois pas par quel est l'étape à suivre ensuite. J'espère que vous pourrez me débloquer un peu.

En vous remerciant d'avance pour votre aide!

Posté par
Edrrrr
re : Équation aux dérivées partielles 27-06-19 à 22:06

Excusez moi pour mon erreur de frappe. Voici la fin du message :

Après avoir remplacer u(x,t) :

E\frac{\partial^{2} f(x).exp (i \omega t)}{\partial x^{2}}+\rho g = \rho\frac{\partial^{2}f(x).exp (i \omega t)}{\partial t^{2}}


Je ne vois pas par quel est l'étape à suivre ensuite. J'espère que vous pourrez me débloquer un peu.

En vous remerciant d'avance pour votre aide!

Posté par
lafol Moderateur
re : Équation aux dérivées partielles 27-06-19 à 22:39

Bonjour
calcule tes dérivées partielles, tu y verras plus clair

par exemple \dfrac{\partial u}{\partial x} = f'(x).e^{i\omega t}

Posté par
Edrrrr
re : Équation aux dérivées partielles 27-06-19 à 23:02

Bonsoir Lafol,

J'obtiens ça :

\frac{\partial u^{2}(x,t)}{\partial x^{2}} = f''(x) \exp (i\omega t)

\frac{\partial u^{2}(x,t)}{\partial t^{2}} = f(x).(i\omega)^{2} \exp (i\omega t)

Est-ce correct ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Équation aux dérivées partielles 27-06-19 à 23:26

tu sais dériver, quand même, en école d'ingé ?



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