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cinématique du point - spirale

Posté par
basketteuse06
10-02-18 à 10:51

Bonjour j'ai un devoir maison à faire en Mécanique mais je ne comprends strictement rien. J'ai lu et relu le cours mais rien à faire je suis bloquée. Voici l'exercice qui me pose problème :

"Un point matériel M a pour trajectoire la courbe décrite en coordonnées polaires par = r = r0 e
où ro est une constante positive.
La vitesse angulaire du point M est supposée constante.
1) En fonction de ro et déterminer dans la base de coordonnées polaires :
     a) les composantes radiale et orthoradiale de la vitesse de M
     b) idem pour l'accélération de M
     c) la norme de la vitesse et de l'accélération de M"

J'ai essayé en m'aidant du cours mais les lettres ne correspondent pas donc impossible d'obtenir quelque chose. Je suis vraiment nulle en mécanique, je suis désolée mais je serais reconnaissante si quelqu'un pouvait m'aider s'il vous plait... Merci beaucoup d'avance de vos réponses.

cinématique du point - spirale

Posté par
vanoise
re : cinématique du point - spirale 10-02-18 à 11:34

Bonjour
Il s'agit d'un grand classique du cours. Tu peux trouver les démonstrations ici :

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 10-02-18 à 12:55

Je n'arrive pas à l'appliquer ce ne sont pas les mêmes lettres.
Ce n'est pas grave merci quand même.

Posté par
vanoise
re : cinématique du point - spirale 10-02-18 à 13:41

Mets les deux schémas côte à côte... Franchement ...

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 10-02-18 à 14:22

Ce n'est grave désolée de vous avoir dérangé

Posté par
vanoise
re : cinématique du point - spirale 10-02-18 à 14:45

Il s'agit du très classique mouvement circulaire uniforme de rayon ro et de vitesse angulaire . Le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire (vecteur orthoradial) et l'accélération est normale centripète.

\overrightarrow{v}=r_{0}.\omega.\overrightarrow{e_{\theta}}
 \\ 
 \\ \overrightarrow{a}=-r_{0}.\omega^{2}.\overrightarrow{e_{\rho}}

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 16:18

Je dois juste recopier la démonstration ?
La question suivante dit :
"Dans la base de frenet déterminer :
a) les composantes de la vitesse de M en fonction de ro et w
b) les composantes de l'accélération de M en fonction de r0,w et Rc"

Auriez-vous s'il vous plait une fiche la dessus ? Le "cours" que le professeur m'a fourni est incompréhensible... Merci d'avance et encore désolée de vous déranger si cet exercice est si facile que vous le dite malheureusement je suis nulle en mécanique.

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 16:52

Bonsoir
L'équation polaire n'est pas claire dans ton 1er message : c'est
= ro e
C'est bien ça?

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 16:54

Bonsoir oui c'est cela

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:00

Donc tu pars de
OM= r e
Et tu calcules M= d OM/dt
Vecteurs en gras

Tu dois avoir vu ça en cours

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:03

Merci, non je n'ai pas eu de cours donc je n'ai pas vu ça mais ne vais chercher sur internet.

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:07

Tu peux aller ici:

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:20

Merci je pense avoir trouvé :
OM = ro e
=d (OM)/dt
= ro d(e/dt
= ro (POINT) e
= ro e

v=ro

J'ai trouvé de même l'accélération.

Donc ça ce serait la question 1 et je dois maintenant faire la 2 sur la base de frenet. C'est avec les vecteurs T et N du dessin je crois ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:29

Je ne comprends pas ton calcul
C'est quoi e?

On est bien d'accord que l équation polaire est:
= ro exp() = ro exp(t) ?

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:33

C'est une faute de frappe je suis désolée je n'arrive pas a bien écrire sur portable. C'est un .

Oui c'est cela mais je ne comprends pas si je calcule avec ro ou r car il y a aussi =r

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:39

On a d'après ton dessin:

OM = r e
Avec r= ro exp()

Donc on calcule d OM/dt = dr/dt e + r e= ...

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:44

Encore desolee mais je ne comprends pas d'où sort le car je croyais que
= d/dt = avec un point sur le dessus

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:50

Oui. = d/dt noté aussi '

Et d e/dt = ' e

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:57

J'obtiens
= r' e + e
Mais je ne connais pas r' et la consigne me demande en fonction de ro ... Excusez moi vraiment de vous embêter avec mes questions

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 17:59

J'ai oublié le r devant le «  e » !
Et les e sont des vecteurs

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:00

Tu connais r(t) donc r'
D'autre part c'est r e dans ta formule

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:03

Non je ne sais pas ce qu'est r(t) ni r'

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:06

Mais si, regarde mon post de 17:29

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:09

Effectivement excusez moi
r= ro exp()= ro exp(t)

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:22

Donc tu trouves finalement
M= r ( e + e )

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:28

Comment trouvez vous cela ?
J'ai essayé d(ro exp)/dt mais je n'arrive pas à finir le calcul
Et l'énoncé me demandait d'exprimer avec le ro il me semble

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:30

Quelle est la dérivée de exp(t) ?

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:33

(t)' exp (t) ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:34

Oui mais encore 😁

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:36

dt/dt ?
Peut être que les t s'annulent ?
Je suis trop nulle pour comprendre excusez moi

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:39

Quelle est la dérivée par rappirt a x de f(x) = 2x ?

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:41

2*1=2 ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:42

Oui donc la dérivée de t par rapport à t ?
( étant ici une constante)

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:49

Je pense avoir trouvé
r'= (ro exp t) ´
= ro exp t = r

J'ai donc = r e + r e

Merci d'avoir eu la patience de m'expliquer. Je dois maintenant trouver l'accélération qui est la dérivée de

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:52

On demande en fct de ro et w donc il faudra remplacer r par sa valeur (en fin de calcul)

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 18:57

J'ai = ro exp(t)
(e + e)

Sa norme v = ro exp (t) ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:00

Non
Dans la base (e, e)
a pour composantes ( r, r)
Quelle est sa norme?

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:07

Racine carrée de (r carré + r carré ) ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:14

Oui

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:16

Est ce que cela se simplifie ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:17

Donc ||||= r 2

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:20

Merci beaucoup
Je dois maintenant trouver
a= d/dt
= d((r)(e+e))/dt

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:25

Donc
a = (rw)' (e+e)
+ rw (d e/dt + d e/dt)

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:28

Ouf je trouve pareil
(r)' = r non puisque ce sont des constantes ?

Sauf que le résultat final me donne
a = 2r e

Ce qui est faux je suppose

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:37

Cest presque ça😁

w est constant
Mais pas r =r(t)

Donc (rw)' = wr' = w2r
Et dans le second terme il manque w dans la dérivation des vecteurs de base
Donc finalement tu vas trouver 2rw2 e

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:45

Merci !
Et la norme c'est 2rw2 ?
Car la racine et le deuxième carré s'annulent ?

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:55

Ben oui

Posté par
basketteuse06
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 19:59

Merci de m'avoir répondu, il ne me reste plus que les 6 autres questions 😂

Posté par
krinn Correcteur
re : cinématique du point - spirale 11-02-18 à 20:23

De rien



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