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Forces et accélérations dans un système pendulaire

Posté par
rolandgamelle
08-11-12 à 11:25

Bonjour,

J'ai juste un petit problème de calcul pendulaire rapide à vous soumettre. Cela devrait être plutôt simple pour vous, mais moi j'ai oublié mes vieux cours de mécanique (y'a plus de 15 ans déjà !!)

Bref ! Voici le topo :

Un système pendulaire avec un Corps A (masse 100kg) qui pendule par gravité sous une corde de 100m, depuis une position initiale à "l'horizontale" (corde tendue) par rapport au point d'ancrage fixe de la corde.
Quelle est la force totale qu'encaisse le point d'ancrage lorsque le pendule passe par la position "verticale" (sous le point d'ancrage) ?
Même question si la corde possède un taux d'élasticité.

Ce calcul correspond à un cas réel de pendule humain et j'aimerai juste savoir si le bonhomme qui va penduler sous la corde pourra tenir juste avec ses mains ou bien s'il faut prévoir un système d'accrochage plus "sérieux".

Merci les mécaniciens !
Roland

Posté par
efpe
re : Forces et accélérations dans un système pendulaire 08-11-12 à 11:45

salut

le calcul est assez simple si la corde est inélastique, plus compliqué si la corde est élastique ! (il faudrait connaître ses caractéristiques comme sa raideur équivalente)

un calcul rapide permet de trouver l'accélération centripète, par le théorème de l'énergie mécanique :

quand A passe à la verticale de O : v² = 2.R.g

Or l'accélération centripète a pour formule v²/R donc a = 2g.

Cela signifie que l'Homme accroché va subir une force égale à deux fois son poids quand il passe à la verticale, dirigée vers le bas. Il faudrait aussi calculer la force horizontale qui correspond à l'accélération tangentielle, mais qui est moins génante, puisque c'est la force centrifuge qui va tirer sur les bras du gugusse !

Le point O va subir également cette force puisque la corde est supposée rigide.

Forces et accélérations dans un système pendulaire

Posté par
rolandgamelle
re : Forces et accélérations dans un système pendulaire 08-11-12 à 12:09

Re,

Merci pour votre réponse rapide

Pour l'élasticité des cordes d'escalade, les valeurs annoncées pour sont du genre :
"L'élasticité de la corde est de 9% (par exemple, une corde de 10m soumis a un poid de 80kg ne doit pas s'étirer de plus de 90cm)."
Je ne sais pas si cela suffit pour faire un calcul car cela me semble une formulation un peu "floue".

Bref, j'imagine que l'ordre de grandeur des forces sera le même sous une corde statique où dynamique (élastique ou non).

Re Merci
Roland



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