Définition du Problème du Pendule et des N Aimants




Jean-François COLONNA

CMAP (Centre de Mathématiques APpliquées) UMR CNRS 7641, Ecole Polytechnique, CNRS
france telecom, France Telecom R&D
91128 Palaiseau Cedex, France

http://www.lactamme.polytechnique.fr


[Site Map, Help and Search [Plan du Site, Aide et Recherche]]

[The Y2K bug [Le bug de l'an 2000]]
[Croyez-vous que les Nombres Réels existent dans un ordinateur et que les calculs flottants sont sûrs ?]
[N'oubliez pas de visiter Une Machine Virtuelle à Explorer l'Espace-Temps où vous trouverez plus de 4250 images à la frontière de l'Art et de la Science]


(Site WWW CMAP28 : cette page a été créée le 18/01/2001 et mise à jour le 09/05/2012 17:19:17 -CEST-)

[nota relatif à l'absence de lettres accentuées]



/*************************************************************************************************************************************/
/*                                                                                                                                   */
/*        D E F I N I T I O N   D U   P R O B L E M E   D I T                                                                        */
/*        " D U   P E N D U L E   E T   D E S   N - A I M A N T S "  :                                                               */
/*                                                                                                                                   */
/*                                                                                                                                   */
/*        Definition :                                                                                                               */
/*                                                                                                                                   */
/*                    Soit la famille {C ,C ,...,C } de 'N'                                                                          */
/*                                      1  2      N                                                                                  */
/*                  corps en interaction magnetique.                                                                                 */
/*                  Pour l'un d'entre-eux, la loi fondamentale de                                                                    */
/*                  la dynamique s'ecrit :                                                                                           */
/*                                                                                                                                   */
/*                                     -->      ------->                                                                             */
/*                                      F  = M . Gamma                                                                               */
/*                                       i    i       i                                                                              */
/*                                                                                                                                   */
/*                  dans le cas present, la force 'F' est la                                                                         */
/*                  resultante de l'interaction magnetique ('C')                                                                     */
/*                  des 'N-1' autres corps, de l'attraction                                                                          */
/*                  gravitationnelle ('M') et de la friction                                                                         */
/*                  ('F'). On aura donc :                                                                                            */
/*                                                                                                                                   */
/*                                       2 ---->     ______                          ---->                                           */
/*                                      d   OC       \          C                   d OC                                             */
/*                                            i       \          k     ----->           i        ---->                               */
/*                                     --------- = G  /     ----------- A A   - F .-------- - M . OC                                 */
/*                                          2        /_____  |----->|3   i k     i    dt       i    i                                */
/*                                        dt           k#i   | A A  |                                                                */
/*                                                           |  i k |                                                                */
/*                                                                                                                                   */
/*                  On aboutit ainsi a un systeme d'equations                                                                        */
/*                  differentielles non lineaires du second                                                                          */
/*                  ordre utilisant les fonctions suivantes :                                                                        */
/*                                                                                                                                   */
/*                                     F    = 1                                                                                      */
/*                                      3X                                                                                           */
/*                                        i                                                                                          */
/*                                                                                                                                   */
/*                                     F    = F                                                                                      */
/*                                      2X     i                                                                                     */
/*                                        i                                                                                          */
/*                                                   ______                                                                          */
/*                                                   \                         C                       X                             */
/*                                                    \                         k                       k                            */
/*                                     F    = M  - G  /     -----------------------------------------(---- - 1)                      */
/*                                      1X     i     /_____  |                                   | 3   X                             */
/*                                        i            k#i   |                                   |---   i                            */
/*                                                           |         2            2           2| 2                                 */
/*                                                           |(X  - X )  + (Y  - Y )  + (Z  - Z )|                                   */
/*                                                           |  k    i       k    i       k    i |                                   */
/*                                                                                                                                   */
/*                                     F    = 0                                                                                      */
/*                                      0X                                                                                           */
/*                                        i                                                                                          */
/*                                                                                                                                   */
/*                  avec bien entendu des formules equivalentes                                                                      */
/*                  pour la coordonnee 'Y', alors que la coordonnee                                                                  */
/*                  'Z' est traitee a part, puisque l'on force la                                                                    */
/*                  condition suivante :                                                                                             */
/*                                                                                                                                   */
/*                                     Z  = Z                                   \-/ i                                                */
/*                                      i    0                                                                                       */
/*                                            i                                                                                      */
/*                                                                                                                                   */
/*                  pour tous les corps...                                                                                           */
/*                                                                                                                                   */
/*                    Pour integrer ce systeme non lineaire, on                                                                      */
/*                  suppose que la condition suivante est respectee                                                                  */
/*                  (elle est d'ailleurs verifiee a chaque iteration) :                                                              */
/*                                                                                                                                   */
/*                                     DISTANCE(C ,C ) >= |V   |.dct            \-/ i,j                                              */
/*                                               i  j       max                                                                      */
/*                                                                                                                                   */
/*                  ce qui signifie "grossierement" que deux corps                                                                   */
/*                  quelconques sont toujours suffisamment eloignes                                                                  */
/*                  pour ne pas pouvoir se rejoindre en un pas de                                                                    */
/*                  temps (ou 'Vmax' designe le plus grand module                                                                    */
/*                  des vitesses moyennes de l'ensemble des corps                                                                    */
/*                  au cours du pas de temps precedent).                                                                             */
/*                                                                                                                                   */
/*                    Enfin, a l'instant 't' (ou l'on integre), les                                                                  */
/*                  fonctions 'F1?(...)' ne peuvent etre evaluees                                                                    */
/*                  puisque dependant de {X(t),Y(t),Z(t)}. Or leurs                                                                  */
/*                  valeurs sont necessaires, on utilise donc leurs                                                                  */
/*                  valeurs "retardees" {X(t-dt),Y(t-dt),Z(t-dt)},                                                                   */
/*                  ou 'dt' designe le pas de temps.                                                                                 */
/*                                                                                                                                   */
/*                                                                                                                                   */
/*************************************************************************************************************************************/


(Nota : les lignes d'explications qui précédent sont des commentaires extraits des programmes ayant été utilisés pour calculer les images correspondantes. Ce programme en est un exemple parmi des centaines.)


Copyright (c) Jean-François Colonna, 2001-2012.
Copyright (c) France Telecom R&D and CMAP (Centre de Mathématiques APpliquées) UMR CNRS 7641 / Ecole Polytechnique, 2001-2012.