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Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie cinétique

Posté par
med112
04-01-09 à 18:45

Bonsoir à tous.Voici ce qui me pose problème:
soit un anneau se déplaçant sur une piste circulaire fixe , de centre O et de rayon R_1 située dans un plan vertical . On repère la position de M par l'angle =(\vec{OM},\vec{OE}) où E est la position correspondant à =0 .
Supposons qu'il n'y ait aucun frottements . A t=0 , on lance l'anneau avec une vitesse angulaire \frac{d\theta}{dt}=\theta_0

-On me demande la vitesse et j'obtiens dans le repère cartésien (R,\vec{u_x},\vec{u_y}) les composantes suivantes :
                         x=R_1\frac{d\theta}{dt}cos
                         y=R_1\frac{d\theta}{dt}sin

-PROBLEME:A l'aide du théorème de l'énergie cinétique , établir l'expression de (\frac{d\theta}{dt})^2 en fonction de \theta_0,R_1,g et .
Et bien sûr , je ne comprends pas très bien ce théorème .
Si vous voulez , je peux essayer de mettre un dessein .

Posté par
med112
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 04-01-09 à 18:47

Dans mon repère R=E.

Posté par
donaldos
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 04-01-09 à 19:26

Un dessin serait très appréciable.

Posté par
med112
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 04-01-09 à 21:06

voila

Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l\'énergie ciné

Posté par
donaldos
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 04-01-09 à 21:36

Que représente M?

En tout cas, il suffit d'assimiler la variation de l'énergie cinétique \frac 1 2 m v^2 au travail du poids (si je comprends bien le problème) en utilisant l'expression de v que tu as trouvée précédemment.

Posté par
med112
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 04-01-09 à 22:05

L'anneau est assimilé au point M.
N'aurais-je pas du prendre un repère polaire comme dans mon précédent topic donaldos ?
Sinon , nous avons :
\frac{1}{2}mv^2=W(\vec{P}) (la réaction du support ne travaillant pas)

Posté par
donaldos
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 05-01-09 à 13:53

En effet, dans le repère polaire on a directement:

\vec{v}=R_1\frac{\rm{d}\theta}{\rm{d}t}\vec{u_{\theta}}

Par ailleurs,


 \\ \rm{d}E_c=\delta W

Avec

\vec{P}=mg \left( \cos\theta \vec{u_r}- \sin \theta \vec{u_{\theta} \right)

d'où

\begin{align} \delta W &= \vec{P}.\rm{d}\vec{r}\\ &=\vec{P}.R_1\rm{d}\theta \vec{u_{\theta}}\\ &=-mgR_1 \sin\theta \rm{d}\theta\\ &=\rm{d}\left(mgR_1 \cos \theta \right)\end{align}

et donc:

\Delta E_c=W

soit:

\frac 1 2 m R_1^2 \left(\left(\frac {\rm{d} \theta} {\rm{d}t}\right)^2-\dot{\theta}_0^2\right)=mgR_1 \left(\cos \theta - \cos \theta_0^\right)

Il ne te reste qu'à extraire l'expression de \left(\frac{\rm{d} \theta}{\rm{d}t}\right)^2 ...

Posté par
med112
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 05-01-09 à 18:29

Merci donaldos j'y vois plus clair maintenant , cependant une question subsiste dans mon esprit.Nous avons donc : dE_c=d(mgR_1cos)
Mais comment passes-tu à la suite de ton raisonnement?C'est une histoire de primitive?

Posté par
donaldos
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 05-01-09 à 18:37

Absolument.

Plus précisément:

\Delta E_c=\int\limits_{\theta_0}^{\theta} \rm{d}E_c=E_c(\theta)-E_c(\theta_0)

Idem pour le travail du poids.

Posté par
med112
re : Anneau(sans son seigneur *-*) et théorème de l'énergie ciné 05-01-09 à 18:56

Merci encore donaldos , je vais entamer la suite en prenant mon courage à deux mains .



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