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Référentiel non galliléens , chute d'une tour, coriolis

Posté par
Deimisos
29-03-14 à 19:15

Bonjour,

J'ai un exercice de TD, que me professeur n'a pas corrigé par manque de temps :

Soit une tour de hauteur de H de colatitude teta. Une masse ponctuelle tombe librement en négligeant la résistance de l'air sans vitesse initiale du point A. LE point B se trouve à la surface de la terre juste en dessous de A .

En tenant compte de la rotation de la rotation de la terre ; indiquer la direction dans laquelle la masse touche la terre ( en point C ) par rapport au point B .

1)

Exprimer la vitesse verticale de la masse en fonction du temps. Exprimer ensuite sa coordonnée verticale comme fonction du temps et trouver le temps de sa chute libre.

2) Exprimer la valeur et la direction de l'accélération de Coriolis.

3) Calculer la vitesse dans la direction horizontale comme fonction du temps. Exprimer ensuite la distance de déplacement de la masse dans la direction horizontale comme fonction du temps. Trouver la distance BC

4) Faire une application numérique ( calculer l'accélération de coriolis en point C et la distance BC si H = 80 m et teta = PI /4


1)

On lache la boule du haut de la tour sans vitesse initiale a une accélération g donc en intégrant, on a Vverticale = gt ; z = H - 1/2gt² donc z(T) = H -1/2gT² ce qui donne que  T =

2) Cf cour : Acoriolis = 2w^Vrel = 2wgtsin(pi-teta)

3) On intègre Acoriolis pour avoir V horizontale ; vhorizontale = 1/2gT²wsinteta et x horizontale = 1/3T^3gwsinteta

et BC = 1-3wgt^3

4) après on fait l'application...

Posté par
krinn Correcteur
re : Référentiel non galliléens , chute d'une tour, coriolis 30-03-14 à 15:07

bonjour,

il faudrait rédiger un minimum et préciser notamment dans quel repère tu travailles!

le référentiel terrestre n'est pas galiléen, donc:
a = r + e + c
et P = ma

si on prend le repère (B,x,y,z) avec (Bz) verticale ascendante, (Bx) orienté vers le sud et (By) vers l'est on a:

c = 2^Vr (vecteurs en gras)
comme cette accélération est très faible par rapport à g, on peut faire l'approx. Vr -gt z

d'où: c -2wgtsin() y

quant à l'accélération d'entrainement e il semblerait qu'elle soit négligée

donc l'éq. du mouvement devient:

m g = ma = r + 0 + c

en projection sur (By)

0 = my" - 2wgtsin()

ce qui donne: y(t) = 1/3wgt3 sin O
BC = y(T) = 2/3 wTh sin O avec T = (2h/g) (temps de chute)

y(T)>0 donc il s'agit d'une déviation vers ...


sauf erreur



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