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3g8* EXEMPLES DU CALCUL, EN SÉRIE, D’ÉTATS PHYSIQUES VARIABLES ;
t = o, reçu dans le plan des xy une forme arbitraire légèrement
courbe, vibre transversalement ou éprouve de petits déplacements sui
vant les y; d’autre part, l’exemple d’une barre conductrice, s’étendant
encore de x=o à x — a et latéralement imperméable à la chaleur,
lorsque, après avoir été initialement portée à des températures quel
conques, elle se refroidit par ses deux bouts supposés sans cesse main
tenus à la température zéro.
En appelant tp, dans ces questions, la fonction inconnue, déplace
ment ou température, à l’époque t, d’un tronçon infiniment court dé
fini par son abscisse x, et en supposant choisie l’unité de tempspropre
à simplifier le plus possible les formules, l’équation indéfinie sera la
première ou la seconde (i5) [p. 3q2*], avec A 2 cp égal simplement à
d 2 cp
dx~
; car les variables x, y, z se réduiront à la coordonnée unique x.
Et l’on aura, par suite, d’après les relations (16) à (20),
(21) = X = cl, si n 3 x -f- Jlf>i COS p X.
Quant aux conditions, de fixité ou de constance, spéciales aux deux
limites x = o, x = a, elles reviendront évidemment à poser : i°4>=:o
(pour x — o) ou cAo! = o ; 2 0 î | =;o (pour x — a) ou <Jb sin pa — o, ce
qui, vu l’impossibilité d’annuler Jb sans faire disparaître la solution
simple, montre que l’équation transcendante en p sera sinp#z=oet
aura ses racines données par la formule générale p ~ —, où f désigne
successivement chacun'des entiers non négatifs o, 1, 2, 3, .... On
satisfera donc à toutes les conditions que doit vérifier en prenant
, . ittæ
■P zzz Sin •
a
Enfin, les données d’état initial étant que
(pour t — o) cp = une fonction f{x) donnée arbitrairement de x
o a x — a,
do
avec la condition d’une dérivée ~ (ou vitesse) nulle à l’époque t — o
dans le cas de la corde, il faudra s’en tenir à la solution ( 11) [p. 3qo*], où
l’on déterminera les coefficients C de manière que S C $ —f{x), ou que
(22)
2 c sin ür =/(*>’
depuis x — o jusqu’à x
Or la formule trigonométrique de Lagrange (43) [p. 167*] montre
qu’il sera nécessaire et suffisant, pour cela, de poser
(23)