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Niveau école ingénieur
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Étude du mouvement d'un chariot

Posté par
Annagramme
12-12-14 à 23:02

Bonjour, le système étudié est un chariot de masse M suspendu à une masse m, on considère le fil inextensible et on néglige les frottements dû à la poulie.

Soit x(t) le mouvement du chariot et y1(t) le mouvement de la masse.

Bilan des Forces extérieurs : \vec{T}, la tension exercées par le fil sur le chariot ;  \vec{P}, le poids du chariot ; \vec{R_N} la réaction normale du support ;  \vec{F}, la force tangentielle du support ;  \vec{T'}, la tension exercée par le fil sur la masse et  \vec{P'}, le poids de la masse.

                
Voilà le problème, je bloque à une question qui demande d'écrire la relation entre x et y1 ; \frac{dx}{dt} et \frac{dy_1}{dt} ; \frac{d^2x}{dt^2} et \frac{d^2y_1}{dt^2}

Dans des précédentes questions, on à défini que
M\frac{dx}{dt} =  \vec{T} +  \vec{P} +  \vec{R_N} +  \vec{F}
m\frac{dy_1}{dt} =  \vec{T'} +  \vec{P'}
Les normes de  \vec{T} et  \vec{T'} sont égales.

Il y a surement quelque chose qui m'échappe...

Toute aide sera la bienvenue

D'avance merci

Étude du mouvement d\'un chariot

Posté par
krinn Correcteur
re : Étude du mouvement d'un chariot 13-12-14 à 09:18

bonjour,

le fil est inextensible donc si M bouge de dx, m bouge de dy1= ...

tes relations sont incorrectes: un nombre ne peut pas être égal à un vecteur!
de plus la loi fondamentale est une relation vectorielle qui donne l'accélération, pas la vitesse: F = m a

ici, en projection, cela donne :
M x" = T+...
m y"1 = ...

Posté par
J-P
re : Étude du mouvement d'un chariot 13-12-14 à 09:42

"je bloque à une question qui demande d'écrire la relation entre x et y1 et ... "

x(t) = y1(t)
dx/dt = dy1/dt
d²x/dt² = d²y1/dt²

Faut pas chercher plus loin. (Avec, bien enetendu, le fil inextensible)

Sauf distraction.  

Posté par
Annagramme
re : Étude du mouvement d'un chariot 13-12-14 à 09:55

Merci pour ta réponse,

"loi fondamentale est une relation vectorielle qui donne l'accélération, pas la vitesse" Effectivement, erreur de recopie

Si je comprend bien ta réponse, la norme de x(t) et égale à la norme de y1(t),

Mais après, je n'arrive pas à trouver la relation entre les vecteurs...

J'ai remplacé par la valeur des vecteurs, je trouve, si je ne me suis pas trompé,
Mx¨ = (T - sin()*Mg - F )\vec{e_x} + (-cos()*Mg + RN)\vec{e_y}

Or Le chariot ne bouge pas en \vec{e_y} ; donc (-cos()*Mg + RN) = 0 ; donc -cos()*Mg = RN


Et my¨1 = ((mg + T)*cos() \vec{e_x} + ((mg + T)*sin() \vec{e_y}...

Posté par
J-P
re : Étude du mouvement d'un chariot 13-12-14 à 10:27

Avec \vec{e_x} un vecteur unitaire ayant le sens et la direction de l'axe des x et \vec{e_y} un vecteur unitaire ayant le sens et la direction de l'axe des y :

x.\vec{e_x}  = y.\vec{e_y}
dx/dt . \vec{e_x}  = dy/dt . \vec{e_y}
d²x/dt² . \vec{e_x}  = d²y/dt² . \vec{e_y}
-----

M.d²x/dt² = T - P.sin(alpha) + Rn.cos(90°) - F
M.d²x/dt² = T - Mg.sin(alpha) - F

m.d²y1/dt² = P' - T'
m.d²y1/dt² = mg - T'

On a donc le système :

M.d²x/dt² = T - Mg.sin(alpha) - F
m.d²y1/dt² = mg - T'

et on sait que T = T' --->

M.d²x/dt² = T - Mg.sin(alpha) - F
m.d²y1/dt² = mg - T

On sait aussi que d²x/dt² = d²y1/dt² --->

M.d²x/dt² = T - Mg.sin(alpha) - F
m.d²x/dt² = mg - T

On élimine T entre les 2 équations :

M.d²x/dt² = mg - m.d²x/dt² - Mg.sin(alpha) - F

(M+m).d²x/dt² = mg - Mg.sin(alpha) - F

(Ceci en négligeant les influences du moment d'inertie de la poulie et de la masse du fil)
-----
Sauf distraction.  



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