Schéma d'un pendule simple avec : plafond hachuré, point d'attache, fil de longueur ℓ, masse représentée par une boule 3D, angle θ avec la verticale (arc rouge), vecteur poids P en bleu (vers le bas), vecteur tension T en vert (le long du fil). Légende explicative encadrée. Utilisable en cours de physique de Première (mécanique) ou Terminale.
\documentclass[border=10pt]{standalone}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc, decorations.pathmorphing}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
>=stealth, scale=1.2, font=\small,
ceiling/.style={pattern=north east lines, draw}
]
% Plafond
\draw[ceiling] (-2.5, 0) rectangle (2.5, 0.3);
\draw[thick] (-2.5, 0) -- (2.5, 0);
% Point d'attache
\filldraw (0, 0) circle (1.5pt);
% Verticale (référence)
\draw[gray!50, dashed] (0, 0) -- (0, -4);
% Fil
\def\angle{30}
\coordinate (M) at ({4*sin(\angle)}, {-4*cos(\angle)});
\draw[thick] (0, 0) -- (M);
% Masse (boule pleine)
\filldraw[ball color=gray!60] (M) circle (8pt);
% Arc d'angle θ
\draw[->, thick, red] (0, -1.2) arc (-90:-60:1.2);
\node[red] at (-0.20, -1.55) {$\theta$};
% Vecteurs forces
% Poids (vertical vers le bas)
\draw[->, very thick, blue] (M) -- ($(M) + (0, -1.5)$);
\node[blue] at ($(M) + (0.4, -0.95)$) {$\vec{P} = m\vec{g}$};
% Tension (du fil vers le point d'attache)
\draw[->, very thick, green!60!black] (M) -- ($(M) + ({-sin(\angle)*1.5}, {cos(\angle)*1.5})$);
\node[green!60!black] at ($(M) + (-0.95, 0.6)$) {$\vec{T}$};
% Longueur
\draw[<->, gray] (1.05, 0) -- ({4*sin(\angle) + 0.25}, {-4*cos(\angle) + 0.4});
\node[gray] at (1.65, -1.7) {$\ell$};
% Légende (placée en bas, hors zone du pendule)
\node[anchor=north west, align=left, font=\footnotesize, draw=gray!50, fill=gray!5,
inner sep=4pt] at (-2.5, -4.8) {%
Pendule simple :\\
masse $m$, fil de longueur $\ell$,\\
angle $\theta$ avec la verticale.
};
\end{tikzpicture}
\end{document}