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Niveau maths sup
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Exo Meca de PCSI

Posté par
ping0o
28-12-10 à 12:25

Bonjour à tous, j'ai un problème pour résoudre un exercice de mécanique.
Voici le sujet :

Un adepte du roller assimilé à un point matériel M de masse m, se lâche sans vitesse initiale depuis le point A d'une rampe, située à la hauteur h au dessus de O, point le plus bas de la rampe.
A partir de O, la rampe a une forme cylindrique de rayon r. Le patineur peut rouler à l'intérieur de ce cylindre en restant dans le plan vertical (Oxy) et éventuellement faire le tour complet. Le contact est sans frottement sur toute la surface.

1) Montrer que la norme vo de la vitesse du patineur au point O sécrit : vo = (2gh)1/2
Je pense avoir réussi cette question, j'ai trouvé le bon résultat en appliquant le théorème de l'énergie cinétique entre A et O

2) Déterminer la norme v de la vitesse du patineur en un point M quelconque du cylindre, repéré par l'angle Teta, en fonction de g, h, r et Teta
Ici, j'applique le théorème de l'énergie cinétique entre O et un point quelconque M et j'arrive à vm=[2g(h+r cosTeta sinTeta)]1/2 ce qui ne me semble pas bon.. Pourriez vous m'aider svp?

3) En appliquant le théorème adéquate, montrer que la réaction exercée par le supprt cylindrique sur le patineur est :
N=mg(2h/r + 3cosTeta - 2)
En appliquant le Principe Fondamental de la Dynamique j'arrive à N=mg(3cosTeta - 2). Je ne vois pas d'où vient le "2h/r". Là encore j'aurais besoin de votre aide.

Merci d'avance!

Posté par
Marc35
re : Exo Meca de PCSI 28-12-10 à 14:37

Bonjour,
"Teta", c'est l'angle entre quoi et quoi ?

Posté par
ping0o
re : Exo Meca de PCSI 28-12-10 à 15:21

Teta est l'angle entre les vecteurs (CO;CM) avec C le centre du cercle

Posté par
ping0o
re : Exo Meca de PCSI 28-12-10 à 15:55

Voici le schéma Exo Meca de PCSI


Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
JED
mécanique 28-12-10 à 17:28

Bonsoir,

Vous appliquez le théorème de l'énergie cinétique entre O et M.

Il y a deux forces appliquées N et P.

N ne travaille pas.

Le travail de P est égal à -mgr(1 - cos)

Continuez.  JED.

Posté par
ping0o
re : Exo Meca de PCSI 29-12-10 à 09:11

Bonjour,
Je ne comprends pas comment vous arrivez à ce résultat.
Pour les coordonnées de P j'ai P(mgcosTeta; -mgsinTeta: O), suivant (x;y;z)
J'ai donc Travail élémentaire de P= -mgsinTeta dy
Et donc W(P)= -mgsinTeta(y(M)-y(O))

Posté par
ping0o
re : Exo Meca de PCSI 29-12-10 à 09:37

J'arrive à W(P)= -mg sinTeta r(1-cosTeta)
En remplacement y(M) = -r cosTeta et y(O)= -r

Posté par
JED
mécanique 29-12-10 à 14:29

Bonjour,

Ne vous compliquez pas pour le travail de P. Il dépend uniquement de la différence d'altitude.

Donc W = -P( yM -y O )

A vous lire. JED.



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