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Niveau école ingénieur
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Base de Frenet

Posté par
IamMe
29-09-20 à 17:16

Bonjour, on commence la base de Frenet et je bloque à un exercice...

Soit la trajectoire dont les équations paramétriques sont : x=t; y=\frac{t^{2}}{2}
; z=t


1 .Calculer le vecteur unitaire T porté par la tangente, dans le sens du mouvement.

2 .Compléter ce vecteur pour obtenir la base de Frenet et en déduire le rayon de courbure R et la courbure K (définie comme l'inverse du rayon de courbure)

1. Le vecteur unitaire tangent peut se calculer avec la formule
vecteur v/v
Mais après je vois pas comment simplifier.

Sinon on peut faire : \frac{d vec OM}{ds}
avec OM le vecteur position et s l'abscisse curviligne.

Mais je ne vois pas comment dériver un vecteur par rapport à l'abscisse curviligne...

Posté par
krinn Correcteur
re : Base de Frenet 29-09-20 à 18:33

bonsoir,

1. Le vecteur unitaire tangent peut se calculer avec la formule T = / v

Posté par
krinn Correcteur
re : Base de Frenet 29-09-20 à 18:35

\overrightarrow{T} = \frac{\overrightarrow{v}}{v}

Citation :
Mais après je vois pas comment simplifier.


Il faut juste calculer, je ne vois pas trop ce que tu veux simplifier.

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 30-09-20 à 10:01

Sauf que pour avoir v faut dériver la position. Mais on est dans quelle base ? Cartésienne ? Polaire ?

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 30-09-20 à 10:03

Si je considère qu'on est dans une base cartésienne.

v = 1 + t + 1
Sa norme c'est : \large \sqrt{1^{2}+t^{2}+1^{^{2}}} = \sqrt{2+t^{2}}

Donc T = \huge \frac{ex + tey + ez}{\sqrt{2+t^{2}}}

Posté par
krinn Correcteur
re : Base de Frenet 30-09-20 à 10:25

Bonjour,

Citation :
Soit la trajectoire dont les équations paramétriques sont : x=t; y=\frac{t^{2}}{2}
; z=t


Il manque: "dans un repère cartesien R (O,,,)"

(mais cest implicite, tu es dans le superieur)

V= 1+t+1 est a eviter absolument!

On ecrit : (1;t;1) dans R
(Ou encore avec les composantes en colonne)

Pour le vecteur \overrightarrow{ T} on peut aussi n'ecrire que les composantes (dans R)

\overrightarrow{ T} (1/(2+t2); ...; ...)

Le calcul est bon.

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 30-09-20 à 10:33

D'accord donc dans un repère cartésien. Après le truc c'est que mettre dans un repère cartésien n'est pas le plus efficace. On peut avoir (des fois) plus de calcul à faire. Mais là ça n'a pas l'air important.

Ensuite oui la rédaction je l'ai faite assez rapidement. Sur ma feuille c'est différent. Mais c'est pas écrit tout à fait de la même manière que toi. Aussi ce que j'ai fait c'est ça ;

\huge T = \frac{\sqrt{2+t^{2}}(ex+tey+ez)}{2+t^{2}}

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 30-09-20 à 10:36

Après je dois continuer pour obtenir la base de Frenet. Donc après le vecteur tangentiel unitaire il me faut le vecteur normal N, dont sa norme vaut 1. Et la formule que je connais pour le calculer est :

\huge vecN = R\frac{dvecT}{ds}

Sauf que je vois pas trop comment dériver par rapport à l'abscisse curviligne...

Posté par
krinn Correcteur
re : Base de Frenet 30-09-20 à 11:28

Citation :
Après le truc c'est que mettre dans un repère cartésien n'est pas le plus efficace.

Il ne faut pas avoir d'a priori, ca dépend du problème. Mais tu peux passer ici en sphériques si tu veux, pour voir

Essaie d'utiliser les symbole prédéfinis (symbole en bas de la fenêtre) ou encore de noter les vecteurs en gras (avec le bouton "G") , ca sera plus lisible.

il suffit d'écrire:
N = R dT / ds = R dT / dt x dt/ds

dT / dt est connu, et comme ds/dt = ..... par définition
...

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 04-10-20 à 17:14

ds/dt = v

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 04-10-20 à 17:18

N = R/v * dT/dt

Posté par
krinn Correcteur
re : Base de Frenet 04-10-20 à 19:23

Bonsoir,

Oui, donc il faut calculer dT /dt puis determiner N et R en ecrivant:
1/v dT/dt sous la forme: K N

N est unitaire et K=1/R est la courbure
Cestune facon de faire avec une courbe gauche.

(Toutefois, ici, on peut remarquer que la courbe est plane... )

Posté par
IamMe
re : Base de Frenet 04-10-20 à 19:30

Je vois comment calculer dT/dt mais je vois pas comment calculer le N car j'ai pas R...

Posté par
krinn Correcteur
re : Base de Frenet 04-10-20 à 19:53

Il.faut proceder par identification

dT/ds = 1/v dT/dt

Et par def.
dT/ds = K N avec K=1/R

Donc dès que tu as 1/v dT/dt, tu trouves en meme temps K et N
en normalisant le vecteur.



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