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Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts

Posté par
Jean20
04-02-10 à 19:33

Bonjour à tous et merci d'avance pour votre aide.


Est-ce que vous pouvez me faire cette démonstration de cours :

On veut montrer que :
¤ l'action des efforts de pesanteur exercés sur un solide homogène

est équivalente à

¤ l'action d'une force ponctuelle "m.vect(g)" appliquée au centre d'inertie G de ce solide (où m est la masse du solide et vect(g) l'accélération de la pesanteur.




Il faut calculer le torseur des efforts en Q (résultante et moment des efforts en Q) pour chacun des deux cas et montrer qu'ils sont identiques.

Donc il faudrait que Q apparaissent dans la résolution de l'équivalence...




Encore merci d'avance pour votre aide.

Démonstration pour des PrOs...  équivalence d\'Efforts

Posté par
donaldos
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 04-02-10 à 20:43

Pour la résultante, il te suffit de calculer sur le volume du solide l'intégrale suivante:

\vec{R}=\Bigint_S \rho \vec{g} {\rm d}m

Pour le moment, idem:

\vec{{\mathcal M}}(Q)=\Bigint_S \vec{QP}\wedge (\rho \vec{g}) {\rm d}m

en utilisant le fait que \vec{QP}=\vec{QG}+\vec{GP} ainsi que la définition du centre d'inertie.

Posté par
Jean20
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 00:33

Merci Donaldos !
J'ai essayé de faire cette démonstration de l'équivalence mais... c'est peine perdue...


Excusez moi de vous demander ça mais...
Est-ce que je peux vous demander de me la faire afin que je la travaille (pose des questions si besoin) à la maison et une fois que j'ai compri, je pourrait la mette dans mon cours...

Encore merci d'avannde pour votre aide qui me sera précieuse !

Posté par
donaldos
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 12:07

C'est quasiment terminé et tu peux largement finir tout seul.

Le solide étant homogène, la valeur \rho ne dépend pas du point P et le champ \vec{g} est par ailleurs constant. Tu peux donc sortir ces deux quantités des intégrales à chaque fois que bon te semble.

On montre alors (sans difficulté, j'insiste) que:

\vec{R}=\vec{F}=m\vec{g}

et

\vec{{\mathcal M}}(Q)=\vec{QG}\wedge\vec{F}

ce qui permet de conclure.

PS: attention dans les intégrales que j'ai écrites, j'ai fait une erreur : il faut lire {\rm d}V et non \rm{d}m (on a bien sûr la relation \rm{d}m=\rho {\rm d}V)

Posté par
Jean20
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 21:43

Merci Donaldos !

Une question : pourquoi dans l'intégrale on exprime pas la force en P = mg... mais P = g ?

Posté par
donaldos
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 21:59

Parce que ça n'aurait aucun sens. A quoi correspondrait cette intégrale?

On raisonne sur un élément de volume \rm{d}V localisé au niveau du point P.

Ce volume élémentaire possède une masse {\rm d}m. Il est donc soumis à une force égale à \rm{d}m\vec{g}=\rho {\rm d}V \vec{g}.

On obtient ainsi la force élémentaire s'exerçant au point P. Pour obtenir la force totale s'exerçant sur le solide, on intègre cette expression sur tout le volume.

Posté par
Jean20
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 22:12

Et ouiii... une question que je n'aurai jamais du poser...
J'en aurai peut être d'autres... merci encore Donaldos!!

Posté par
Jean20
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 22:17

Par contre pour le cas 2 :

La résultante est bien F= mg non? (on voit qu'elle est égale a celle du cas 1)

Mais pour le moment...en un point on obtiendra la même valeur aussi vu qu'on a la même résultante ?


Enfin est-ce que le moment je le laisse sous la forme d'un produit vectoriel ou est-ce que je le calcule ? comment le calcule t-on ?


Merci d'avance Donaldos et je crois que ce seraz tout^^ merci encore... je vous remercirai encore pour votre dernière réponse !

Posté par
donaldos
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 05-02-10 à 22:41

Le simple fait que la résultante soit identique dans les deux cas ne suffit pas à en déduire que c'est aussi le cas du moment.

On raisonne de la même façon que pour le calcul de la résultante. On calcule le moment en Q de la force élémentaire agissant au niveau du point P . Ce moment élémentaire, c'est donc \vec{QP}\wedge \left({\rm d}m \vec{g}\right) selon la formule de transport que tu connais sûrement. Le moment total s'obtient comme d'habitude en intégrant cette expression sur l'ensemble du solide.

Il est inutile d'expliciter le produit vectoriel à partir du moment où l'expression obtenue suffit à établir l'équivalence entre les deux représentations.

Posté par
Jean20
re : Démonstration pour des PrOs... équivalence d'Efforts 06-02-10 à 01:06

Merci beaucoup Donaldos! je crois que c'est tout bon! merci beaucoup !!!



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