Bonjour,
je bute sur cet exercice, et pourtant je suis sûr que c'est tout simple.
Voici la situation :
On a un référentiel terrestre en rotation par rapport à un référentiel géocentrique.
On devra tenir compte des accélérations d'entrainement et de Coriolis.
ae = ω ^ V(entrainement) , et ac = 2ω ^ V(relative)
Avec ω le vecteur rotation du référentiel terrestre par rapport au référentiel géocentrique.
Dans le référentiel terrestre, une masse M est suspendue à un fil.
Première Question : Le système étant toujours en équilibre dans le référentiel terrestre, exprimer la relation
d'équilibre entre les différentes forces présentes et en déduire l'expression du poids de la
masse M.
Je réponds (avec des flèches sur les forces et les accélérations):
m . a(m/Rt) = P + T(fil) + m . a (entrainement) + m . a (coriolis)
Comme on a équilibre :
0 = P + T(fil) + m . a (entrainement) + m . a (coriolis)
P = - T(fil) - m . a (entrainement) - m . a (coriolis)
Est-ce correct ? et si ça l'est est-ce suffisant ?
Autre question : En déduire l'expression du champ de pesanteur au voisinage du sol et montrer qu'il
dépend de la latitude f du lieu.
Je trouve :
G = -T/m - a (entrainement) - a (coriolis)
Mais après ça se complique ...
Si ton pendule est à l'équilibre dans le référentiel terrestre, la force de Coriolis est nulle car la vitesse relative est nulle, c'est à dire la vitesse dans le référentiel terrestre.
Ton schéma est faux, la tension du fil est telle qu'elle équilibre les autres forces.
De plus Coriolis est nulle.
Refais ton schéma sur une coupe méridienne, en représentant le poids et la force d'inertie d'entrainement due à la rotation de la terre en des points de latitude différentes.
D'ailleurs cette force d'inertie d'entrainement a une expression simple dans le cas présent, tu ferai bien de la calculer.
Ok, alors je trouve :
Première Question :
0 = P + T - m . a(entrainement)
P = - T + m . a(entrainement)
Deuxième question :
ae = ω ^ V(entrainement)
lael = ω . Ve . sin 90°
lVel = ω . Rt .cos φ
lael = ω² . Rt .cos φ
lFiel = m . lael
= m . ω² . Rt .cos φ
Salut,
Y a un problème concernant l'expression de l'accélération d'entrainement dans le cas d'un mouvement de rotation uniforme.
Qu'on appelle dans ce cas force centrifuge.
Que dit ton cours sur elle ?
Je viens de relire tes calculs pour la vitesse d'entrainement c'est bon.
Ve=Rt.W.cos(phi)
Par contre pour ton accélération d'entrainement ca ne va pas, je ne connais pas cette formule ae=W^Ve et je doute de sa validité dans le cas général. De plus tu sembles négliger la direction de cette force, alors que c'est précisément le point important du problème. En tout cas elle est mal orienté sur ton schéma.
J'ai refait mon schéma. Partant de ça, mon nouveau champ de pesanteur serait :
g = ae + G (avec des flèches)
Et il me suffirait de dériver Ve pour trouver ae.
Salut,
1ere Erreur fatale : la dérivée temporelle de la vitesse d'entrainement n'est pas l'accélération d'entrainement
2ième Erreur Fatale : G n'est pas homogène à une accélération mais si ton rauisonnement va dans le bon sens
D'accord pour la direction de Fe mais le sens est mauvais.
Tu ne m'a toujours pas dit ce que dit ton cours sur la force d'inertie d'entrainement.
Sinon en effet Le poids d'un corps est en effet la somme de la force de gravitation terrestre exercée sur son corps + la force d'inertie d'entrainement.
On considèrera que le poids passe toujours par le centre de la terre O, malgrès la faible déviation qu'impose la force d'inertie d'entrainement.
Cette force d'inertie d'entrainement étant maximakle à l'équateur, le poids est plus faible là bas et est maximal aux pôles. (Fais des schémas pour t'en convaincre).
A+
"1ere Erreur fatale : la dérivée temporelle de la vitesse d'entrainement n'est pas l'accélération d'entrainement"
Je ne comprends pas. Si je dérive mon vecteur vitesse d'entrainement en fonction de "t", j'obtiens une accélération normale centripète qui s'identifie avec l'accélération d'entrainement . Non ?
Ensuite pour moi la force d'inertie d'entrainement va s'opposer à la force d'entrainement (elle s'apparente à la force centrifuge)
Enfin même si "G n'est pas homogène à une accélération" il reste que F(T/m) = m.G. Mes calculs restent donc valides.
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