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Niveau maths sup
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Composition des vitesses

Posté par
Awerdouw
16-08-12 à 16:00

Bonjour,

Je tente de faire les exercices du livre DUNOD, Mécanique Pérez.
Voici le texte du N°3 p 41, en italique mes réponses :


MOUVEMENT ELLIPTIQUE D'UN POINT APPARTENANT A UNE TIGE
Une tige, de longueur l, a ses extrémités qui se déplacent, respectivement, le long de l'axe Ox d'un référentiel R=Oxyz et le long d'une droite D parallèle à l'axe Oy. La distance qui sépare D de Oy est OH = h. La position, dans le plan Oxy, d'un point quelconque A de la tige BC est caractérisée par l'angle θ= (-Oy,BC). On note b la distance AB.

1°) Exprimer, en fonction de θ, les coordonnées de C et A dans la base de R.


Dans le repère (O;x,y,z) OC=(h, -lcosθ) et OA=(h-(l-b)sinθ, -bcosθ)

2°) Quelles sont, dans la base de R, les composantes de vA/R, de vA/R1, R1 étant le référentiel, d'origine B, en translation par rapport à R? Trouver la vitesse d'entraînement de R1 par rapport à R.

vA/R=[-(l-b).dθ/dt.cosθ, bdθ/dt.sinθ],

vA/R1=[bdθ/dt.cosθ, bdθ/dtsinθ]

Mon problème est le suivant : en appliquant la lois de composition des vitesses, je ne trouve pas la vitesse de A dans R.

vC/R1 = (0, ldθ/dtsinθ)

vB/R1 =vC/R1 + BC^dθ/dt = (-ldθ/dtcosθ,0)  avec dθ/dt le vecteur rotation orienté suivant (Oz) et positif

vA/R = vA/R1 + vB/R1 + dθ/dt^BA

BA = (bsinθ, -bcosθ)

En développant en vecteur colonne je trouve :

   bdθ/dtcosθ  +  -ldθ/dtcosθ     +    bdθ/dtcosθ  <> -(l-b).dθ/dt.cosθ
   bdθ/dtsinθ  +    0             +    bdθ/dtsinsθ <>  bdθ/dt.sinθ
      0             0             +       0
  

Pourriez-vous m'indiquer mon erreur de raisonnement, de calcul, d'écriture ?

En vous remerciant.

Composition des vitesses

Posté par
krinn Correcteur
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 20:04

bonsoir,

Citation :
je ne trouve pas la vitesse de A dans R.


j'ai du mal à te suivre car tu l'as déjà calculée!

Citation :
Trouver la vitesse d'entraînement de R1 par rapport à R.


tu connais VA/R et VA/R1, ça devrait pas être trop dur

Posté par
Awerdouw
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 20:28

Citation :

je ne trouve pas la vitesse de A dans R.

j'ai du mal à te suivre car tu l'as déjà calculée!


C'est exact mais mon souci est qu'en appliquant la formule de composition des vitesses, je n'arrive pas au même résultat.

vA/R1 + vB/R1 + dθ/dt^BA  = vA/R

bdθ/dtcosθ  +  -ldθ/dtcosθ     +    bdθ/dtcosθ  <> -(l-b).dθ/dt.cosθ

   bdθ/dtsinθ  +    0             +    bdθ/dtsinsθ <>  bdθ/dt.sinθ

    je voudrais savoir si j'utilise correctement la formule de composition des vitesses et comprendre mon erreur de calcul , raisonnement...

Merci

Posté par
krinn Correcteur
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 20:41

en appliquant la loi de composition des vitesses tu dois trouver la vitesse d'entraînement de R1 par rapport à R.

vA/R et vA/R1 sont déjà connus, que veux-tu de plus ?

Va = Vr + Ve

(du moins c'était comme ça quand j'étais en Sup

pardonne-moi, mais j'ai un peu de mal à te suivre.

Posté par
Awerdouw
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 21:48

Bonsoir,

Tout mon problème est là. En appliquant la loi de composition des vitesses, je ne trouve pas le même résultat.

Dans le repère ROxyz
  OA=(h-(l-b)sinθ, -bcosθ,0) donc vA/R=[-(l-b).dθ/dt.cosθ, bdθ/dt.sinθ,0]

En appliquant la loi vA/R1 + vB/R1 + dθ/dt^BA  = vA/R je trouve

suivant l'axe Ox :
bdθ/dtcosθ  +  -ldθ/dtcosθ     +    bdθ/dtcosθ
qui est différent de la bonne réponse -(l-b).dθ/dt.cosθ

suivant l'axe Oy
bdθ/dtsinθ  +    0             +    bdθ/dtsinsθ
qui est différent de la bonne réponse   bdθ/dt.sinθ

Mon problème est que je n'arrive pas à identifier mon erreur de raisonnement. Est-ce une mauvaise projection, un signe...

Il y a un terme en trop que je n'arrive pas à expliquer.

Merci en espérant que ma formulation soit plus claire.

Posté par
krinn Correcteur
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 21:58

Citation :
En appliquant la loi vA/R1 + vB/R1 + dθ/dt^BA = vA/R

d'où sors-tu cette relation?

la composition des vitesses appliquée à A s'écrit:

VA /R = VA /R1 + V R1/R

ou encore

V R1/R = VA /R - VA /R1

Posté par
Awerdouw
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 22:04

Bonsoir,

Le livre Dunod p 35

vA/R = vA/R' + ve/R avec ve/r = vO'/R + w^O'A

w: oméga : vecteur rotation
  O' centre du repère en mvt

J'ai remplacé O' par B.

Posté par
krinn Correcteur
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 22:07

je crois comprendre ton erreur

tu veux calculer Ve = V B /R + R1/R ^ BA
(ce qui n'a pas lieu d'être puisque ve = va - vr )

mais R1 est en TRANSLATION par rapport à R, donc = 0 (ne pas confondre et ' )

Posté par
Awerdouw
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 23:29

Bonsoir

Merci de la précision.

: c'est le vecteur vitesse de rotation du repère R1(O'x'y'z') par rapport à R(Oxyz) ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 23:39

oui

et le mouvement d'un repère ne doit pas être confondu avec le mouvement du système étudié

Posté par
Awerdouw
re : Composition des vitesses 16-08-12 à 23:42

Grand merci pour l'aide et le temps passé.

Comment indiquer ce post résolu ?
Merci



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