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Niveau maths sup
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Force de magnus

Posté par
antoinemusique
04-01-13 à 21:43

Bonjour,

Je suis bloqué dans un exercice duquel voici l'énoncé :

Le joueur donne maintenant de l'effet au ballon. On suppose qu'il communique au ballon un vecteur rotation w=w*ez (ez vecteur unitaire) et que ce vecteur rotation reste constant au cours du mouvement. Il en résulte une force appelée force de Magnus dont l'expression est F=lambda*m*w^v. On posera q=lambda*w.

Et je dois montrer que les coordonnées x et y du ballon sont à la date t une expression avec du cosinus et du sinus. Je sais que je dois poser v=(vx, vy,vz) et projeter la relation fondamentale de la dynamique sur les axes du repère.
Mais je n'y arrive pas. Je ne trouve pas du tout l'expression demandé.

Merci de votre aide.

Posté par
krinn Correcteur
re : Force de magnus 05-01-13 à 00:01

bonsoir,

Quelles sont les équations différentielles du mouvement ?

Posté par
antoinemusique
re : Force de magnus 05-01-13 à 01:18

Bonsoir,

J'avoue ne pas bien comprendre la question. Je n'ai pas d'équation différentielle du mouvement. Les seules choses que j'ai des questions précédentes sont les équations du mouvement mais sans l'effet Magnus, c'est-à-dire z=f(x).

Posté par
krinn Correcteur
re : Force de magnus 05-01-13 à 01:32

les équations différentielles du mouvement sont celles que l'on obtient en écrivant la loi fondamentale de la dynamique: F = m
par ex.
mz" = -mg
mx" = -kx'

ici tu dois avoir 3 équations différentielles permettant de calculer x" y" et z"
qu'as -tu trouvé?

Posté par
antoinemusique
re : Force de magnus 05-01-13 à 01:38

Eh bien, sachant que j'ai également le poids à prendre en compte, je trouve :

mx''=-mg-lambda*w*vy
my''=lambda*w*vx

Posté par
antoinemusique
re : Force de magnus 05-01-13 à 01:38

Je crois que mon problème, ou en tout cas l'un d'entre eux, vient de la projection du produit vectoriel...

Posté par
krinn Correcteur
re : Force de magnus 05-01-13 à 09:27

je ne comprends pas pourquoi le poids se projette sur Ox

c'est bien (Oz) la verticale ascendante, non ?

Posté par
antoinemusique
re : Force de magnus 05-01-13 à 18:40

Ah oui effectivement, c'est une erreur d'étourderie de ma part. Mais je ne suis toujours pas au résultat attendu, et de plus je doute fortement de ce que j'ai trouvé là.

Posté par
krinn Correcteur
re : Force de magnus 05-01-13 à 19:01


tu y es presque, pourtant!

dans le repère cartésien: R(O,,,)

OM= x + y + z

V(M) = x' + y' + z'

(M) = x" + y" + z"

P = -mg

Force de Magnus:
F = - m w y' + m w x'
F = - m q y' + m q x'

(je note les vecteurs en gras)

écris la loi fondamentale de la dynamique et tu vas trouver les 3 équa. diff. du mouvement:

mz" = -mg

mx" = ...

my" = ...


sauf erreur

Posté par
antoinemusique
re : Force de magnus 06-01-13 à 12:58

D'accord merci, je vois. Mais par contre, je ne comprend pas comment vous faîtes pour projeter la force de Magnus... C'est toujours ce produit vectoriel. Et je ne vois pas comment vous trouvez F = - m  w y' i + m  w x' j

Posté par
krinn Correcteur
re : Force de magnus 06-01-13 à 14:43

F = m ^ V

et = w (avec mes notations)

comme V(M) = x' + y' + z'

on trouve:

F = m w ^ (x' + y' + z' )

= m (0) ^ (x')
(0) (y')
(w) (z')

= m (-wy')
( wx')
( 0 )

d'où finalement:

F = - m q y' + m q x'

Posté par
antoinemusique
re : Force de magnus 06-01-13 à 18:36

Ok, en plus, je l'avais calculé sur l'un de mes brouillon. Merci beaucoup.



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