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Niveau maths sup
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exercice de mécanique

Posté par
Mimosa01
01-01-10 à 21:17

Bonsoir et d'abord bonne année à tous les membres de ce forum,

revenons à des choses plus terre à terre!

Je ne vois pas comment résoudre cet exercice.
Voici l'énoncé:

On a un demi cercle de centre O de rayon R,le sommet S est posé vers le haut(O est donc posé sur le sol.)OS représente l'axe Oz.On place un mobile M(de masse m) en S sans vitesse initiale.On note l'angle entre Oz et OM.On néglige les frottements.

1)Une perturbation met le mobile en mouvement. Calculer l'angle indice0, où le mobile perd le contact avec cette demi-sphère.

2)Quel est le mouvement ultérieur?  Donner le vecteur vitesse quand le mobile touche le sol. Faire l'application numérique pour m=30kg. Aurait-on pu calculer rapidement la norme de la vitesse lors du contact avec le sol?

Merci de m'aider.

Posté par
jerem86
re : exercice de mécanique 02-01-10 à 09:29

Pour la question 1, je peux te donner quelques pistes :

- Il faut que tu passes en coordonnées sphériques avec un angle "phi" = 0. Ensuite tu utilises la formule de l'accélération en coordonnées sphériques (avec phi = 0).

- En l'absence de frottements, tu as deux forces qui s'exercent sur ton mobile : La pesanteur et la réaction du demi-cercle.

- Tu projettes tes forces sur les nouveaux axes, et tu poses tes équations du mouvement

- Le mobile quitte le disque lorsque la réaction du disque est nulle (je crois que c'est autour de 45°).

Pour la question 2, je pense qu'elle découlera naturellement de la question 1.

Posté par
Mimosa01
re : exercice de mécanique 02-01-10 à 10:36

Merci Jerem86 pour tes indications.Je vais essayer.

Posté par
Mimosa01
re : exercice de mécanique 02-01-10 à 10:48

Jerem86,peux-tu me rappeler la formule de l'accélération en coordonnées sphèriques.Je connais cette formule en coordonnées cartésiennes,cylindriques et polaires mais pas en sphèriques.
Merci

Posté par
donaldos
re : exercice de mécanique 02-01-10 à 12:16

Ca tombe bien, les coordonnées polaires sont tout à fait adaptées pour traiter ce problème...

Posté par
jerem86
re : exercice de mécanique 02-01-10 à 13:12

Oui, en fait c'est des coordonnées polaires, étant donné que tu as un disque. Mais ça pourrait se généraliser à une sphère. Les formules sont données ici (tous les termes en phi partent) :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Coordonn%C3%A9es_sph%C3%A9riques

Mais si tu connais la formule en coordonnées polaires utilise-là. Merci pour cette précision Donaldos.

Voilà, si tu bloques, poste ce que tu as fais et on pourra t'aider (j'espère :p),

Bonne journée,

Posté par
Mimosa01
re : exercice de mécanique 03-01-10 à 20:39

Merci pour votre aide jerem86 et donaldos.J'ai réussi.(pour l'angle indice0,je trouve 48,2°.)



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