Bonjour,
J'ai un petit problème pour comprendre la solution à un exo dont voici l'énoncé : Un solide S de petites dimensions, de masse m et assimilable à un point matériel, est placé au sommet A d'une sphère de rayon R. On déplace légèrement le point matériel S pour qu'il quitte la position A avec une vitesse quasiment nulle et glisse sans frottement le long de la sphère. La position de S peut être déterminée par l'angle Théta par rapport à l'horizontale.
La question posée est de déterminer la position du solide au moment où il quitte la sphère et de dire quelle est sa vitesse.
La solution proposée est la suivante :
en appliquant le principe de l'inertie en repère galilién : P+F=ma avec P le poids de S égal à mg et F l'action de contact exercée par la sphère normale à la sphère;
Dans le repère de Frenet de base (u; n), on obtient
selon l'axe u : mgcos(Théta)=mat=mdv/dt (1) avec at accélaration tangentielle
et selon l'axe n : mgsin(Théta)-F=man=mv²/R (2) avec an accélération normale
à partir de (2) on tire l'expression de la force de contact : F=mg(3sin(Théta)-2)>=0
Comment en arrive t'on à ce résultat à partir de (2); c'est là où je bloque. Quelqu'un peut il m'aider SVP ?????
Merci beaucoup d'avance.
mgsin(Théta)-F=man=mv²/R
F = mgsin(Théta) - mv²/R (1)
Avec "delta h" la différence d'altitude du solide entre son point de départ (sommet de la sphère) et sa position pour l'angle theta :
Delta h = R - R.sin(theta) = R(1 - sin(theta))
Travail du poids du solide sur le trajet depuis le départ jusque sa position à l'angle theta = Energie cinétique du solide à son passage à l'angle theta :
mg.R(1 - sin(theta)) = (1/2).m.v²
v² = 2g.R.(1 - sin(theta)) (2)
(1) et (2) --->
F = mgsin(Théta) - mv²/R
F = mgsin(Théta) - m.2g.(1 - sin(theta))
F = mg.(3 sin(theta) - 2)
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Sauf distraction.
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