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calcul de la résultante de la force de pression

Posté par
coeurtis
21-01-13 à 22:03

Bonjour, et meilleur voeux a tous
je bloque sur cette exercice et un coup de neurone me serai salvateur,

Un aquarium rempli d'eau a raz bord contient des poissons exotique.
Un hublot de rayon 40Cm permet d'observer les poissons.
Ce hublo est situe a une distance e=20Cm de la surface libre du fluide.
Question
Calculer et situer le point d'application des forces de pression subit par le hublot

Ma méthode:
Je situe mon repere voir schema
Pour calculer la force pressante je pose
FV= -g(-y)ds
ensuite je pose l'equation du cercle par rapport a mon repere
X2 + (y+e+r)2=r2
j'exprime donc Y par rapport a X
ensuite je remplace Y dans la force pressante et je trouve

FV=g(r2-y2)ds
Voila a partir de la je suis bloqué et en plus j'ai un doute sur les borne de mon intégrale
en tenant compte de mon repère je doute s'il faut prendre entre -(e+r) et -r ou entre  (-e-2r) et -e
Si vous pouvez m'éclaircir sur les borne a prendre
Mon blocage viens du fait que je n'arrive pas a transformer ds en dy
Deja si vous m'aider a trouver la force pressante et les borne d'intégration je pourrais calculer le point d'application
Cordialement a tous et merci davance pour votre aide

calcul de la résultante de la force de pression

calcul de la résultante de la force de pression

Posté par
krinn Correcteur
re : calcul de la résultante de la force de pression 22-01-13 à 20:13

bonsoir,

on te demande le centre de poussée, pas la résultante
de plus je pense qu'il faut plutôt essayer en coordonnées polaires pour faciliter l'intégration

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 22-01-13 à 20:32

Bonsoir,
oui on me demande le centre de poussée mais dans la formule
du calcul du centre de poussée tu as la force résultante qui est interviens
ce qui a mon sens est quand même logique
d'ou ma démarche de la calculer au préalable.
Au cas ou vous auriez une méthode qui se passe de la force résultante
je vous remercie d'avance
Cordialement

Posté par
krinn Correcteur
re : calcul de la résultante de la force de pression 22-01-13 à 21:48

comme le hublot est circulaire je ferais l'intégration en polaires.

en M:
P = rho g (e+R - r sin O)
dF = P dS = rho g (e+R - r sin O) r dr dO (dirigé selon Oz)

la résultante se calcule en calculant: F = disque dF

et pour le centre de poussée C on remarque qu'il est sur Oy pour des raisons de symétrie, donc on cherche h = OC

vérifiant Mo (forces de pression) = h F = disque OM ^ dF

ou encore h F = disque r dF

sauf erreur

calcul de la résultante de la force de pression

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 22-01-13 à 22:16

OK je vous remercie déjà de m'accorder de votre précieuse attention
Visiblement vous ouvrez une voie dont je ni songeais pas du tout néanmoins je pense
qu'elle compréhensible pour le commun des mortel.

Je tiens cependant a avoir quelque éclaircissement SVP


EN   M   On a  P=g (e+R - r sin ) ca je suis d'accord
df=pds=g (e+R - r sin )rdrd
alors la je ne comprend pas d'où sort le r devant drd
et

Citation :
Mo (forces de pression) = h F = disque OM ^ dF
disque c'est bien la surface du cercle ? sinon pourquoi un disque ?

aussi Mo comme vous dites force de pression =hF ce serait FS ?
et quelle serait les bornes de vos integrale ?  
j'ai deja pense a explote la symetrie

Cordialement

Posté par
krinn Correcteur
re : calcul de la résultante de la force de pression 22-01-13 à 22:48

en polaires l'élément infinitésimal de surface en m(r;O) est: dS = r dr dO
(ça ne peut pas être dr dO car dr dO n'est pas homogène à une surface!)

le disque est bien la surface du hublot

si C est le centre de poussée
le moment en O des forces de pression est: Mo = OC ^ F
et c'est aussi: Mo = D OM ^ dF
d'où

OC ^ F = D OM ^ dF

ce qui permet de trouver C (qui doit être sur Oy)

si on pose: C(xC,yc) on a: xc=0 yc=OR O2 r sin O dF

sauf erreur

Posté par
panda01
re : calcul de la résultante de la force de pression 22-01-13 à 23:20

Bonsoir; Krinn pouvez vous m aider svp a résoudre l'exercice suivant: Mouvement Relatif?

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 24-01-13 à 00:05

Bonsoir
Je vais reprendre l'exercice avec la methode que vous m'avez expliquer et je vous tiens au courant de ce que je trouve
Merci  encore

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 27-01-13 à 15:34


Sans rentrer dans les détails(sauf si besoin est?), alors moi je trouve
  yc=-32 (évidemment je m'attendais à une réponse négative sinon ça aurait pas été logique)
Quand à F je trouve F=10053,01N est ce pas énorme pour un aquarium de quelque centimètre ?
lol c'est pas un aquarium de mercure de l'eau donc je suis un perplexe

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 27-01-13 à 16:42

oups:o:o petit couac
heuu Krinn en appliquant la formule  sur Yc je trouve -r^2 soit -0,16 et 0,16<20 donc le centre
de poussée est hors du cercle est ce logique ?

Posté par
krinn Correcteur
re : calcul de la résultante de la force de pression 27-01-13 à 21:56

bonsoir,

dF = rho g (e+R - r sin O) r dr dO

je pose k = e+R


F = oR o2 dF
= g [ oR o2 k r dr dO - oR o2 r2 sin O dr dO ]

= gk R2


OC ^ F = D OM ^ dF (égalité vectorielle)

d'où : xc=0 (par symétrie)
F yc = D r sin O dF = - g R4/4

donc yc = -R2/(4(e+R))

sauf erreur

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 07-02-13 à 10:21

Bonjour,
dsl de reagir aussi tardivement.
Alor deja je te remerci pour tte l'aide que tu m'as apporté jusqu'ici
Alor pour revenir au sujet moi j'ai developpoé une autre methode et je d=tombe sur le meme
resultat que toi a ZG près.
  alors ma demarche et la tienne on trouve la meme force resultante soit 3015N
pour le centre de poussé moi j'ai Oy=66,7Cm alors que toi t'as Oy=0,67Cm ce qui me semble pas tres logique car dans ce cas notre centre de poussée se situerai hors du cercle. Alors est ce que tu te serai pas trompé ?
est ce que ton expression qui donne

Citation :
- g*pi*rho R^4/4
est vrai ? (moi j'arrive pas a la developper ou du moins je ne trouve pas la meme chose)

et une petite remarque si t'ajoute Zg stadire (e+r) a ton expression alors toi et moi trouvons la meme chose
merci de bien vouloir me faire un retour
Cordialement

Posté par
krinn Correcteur
re : calcul de la résultante de la force de pression 07-02-13 à 19:50


= je trouve: yc = OC = -0.42/4/0.6 = -0.067 m = - 6.7 cm
ce qui me paraît cohérent

(dans mon repère (O,x,y), O correspond au centre du hublot, donc C est 6.7 cm en-dessous de O ce qui ne me paraît pas aberrant)

Posté par
coeurtis
re : calcul de la résultante de la force de pression 10-02-13 à 00:04

Bonjour,
Ok j'ai compris c'est la meme chose, c'est juste le repere qui change.
Moi je trouve 66.7 cm et si tenleve e+r et si on trouve la meme rep
Dc c vraiment une kestion.
De tte facon merci infiniment pr tn aide...



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