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Niveau école ingénieur
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mécanique

Posté par
oliveV
26-01-22 à 12:12

Bonjour
je dois traiter du pb suivant déjà vu sur des posts(voiture devant franchir un ravin) mais je bloque sur certains points
*les équations du mouvement de la voiture lâchée dans le ravin avec une vitesse initiale sans frottements puis avec  (résolution par méthode numérique)

voila ce que j'ai fait :
Avec frottements voici les équa diff : fichier pdf
par contre je n'arrive pas à utiliser euler dans excel

Sur  l'axe horizontal :  on a donc l'équa diff : v' =Av   avec A = -k/m *||v||
sur l'axe vertical : on a : v' =Av - g

sur excel j'ai crée une colonne temps avec un pas de 0.1s
deux cases avec les valeurs de A et B=-g
Ensuite : j'ai fait des colonnes pour chaque composante
t    x     y     Vx       Vy         Ax         Ay

je ne vois pas comment compléter sur excel ces colonnes
pouvez vous m'aider svp
par avance merci

pdf
PDF - 139 Ko

Posté par
vanoise
re : mécanique 26-01-22 à 12:31

Bonjour
Les constantes sont :
A=-k/m (la norme de la vitesse varie)
B=-g=ay composante de l'accélération suivant y
Vo : norme de la vitesse initiale
dt = 0,1 : pas de calcul en seconde
: angle entre l'axe (Ox) et la direction de la vitesse initiale
Ensuite la première ligne contient les valeurs initiales :
t=0, x=0,y=0,vx=Vo.cos( ; vy=Vo.sin()
ax=A.vx.racine(vx*vx+vy*vy)
deuxième ligne :
valeur précédente de t +dt puis les nouvelles valeurs de x,y,...
ay=A.vy.racine(vx*vx+vy*vy)

Posté par
oliveV
re : mécanique 26-01-22 à 12:53

Bonjour
merci pour votre réponse
j'ai du mal m'exprimer mais oui j'ai les mêmes equa différentielles que vous
pour les conditions initiales
à t=0  x0=0   y0=0  et Vx(t=0) =Vo vecteur horizontal suite à un looping donc à sa sortie le vecteur vitesse est bien horizontal
Vy (t=0) = 0    c'est bien cela ?

la première ligne de mon tableur prend bien en compte ce que vous me dites
mais je ne vois pas comment compléter (formules) les colonnes
X   Y    Vx et Vy     pour Ax et Ay j'utilise les formules apparentes sur le fichier pdf


POuvez m'aider svp car ensuite je dois tracer la trajectoire de la voiture dans le ravin ...j'ai besoin de x et y ?
merci

pdf
PDF - 31 Ko

Posté par
vanoise
re : mécanique 26-01-22 à 13:32

J'ai eu l'occasion il y a quelque temps de détailler l'utilisation de la méthode d'Euler avec un tableur. L'expression de l'accélération y est différente de celle de ton sujet mais la méthode est la même.
Voir paragraphe IV pages 6 et suivantes.

Posté par
oliveV
re : mécanique 26-01-22 à 14:11

Merci pour votre aide
j'essaie avec vos infos et je vous envoie cela
merci encore

Posté par
oliveV
re : mécanique 26-01-22 à 15:16

voici le fichier

pdf
PDF - 92 Ko

Posté par
vanoise
re : mécanique 26-01-22 à 16:53

Bonjour
Tes résultats semblent cohérents. Pour mieux visualiser l'influence des frottements, tu pourrais rajouter deux colonnes correspondant respectivement aux valeurs de x et aux valeurs de y que l'on obtiendrait dans le vide, en absence de frottement exercée par l'air. Pour que le résultat soit bien visible, il te faudra sans doute augmenter la durée de calcul pour obtenir des vitesses de chute plus importantes, un peu sur le modèle du document fourni dans mon message du 15-12-19 à 15:02 ici :
Etude d'un saut de ravin avec une petite voiture

Posté par
oliveV
re : mécanique 26-01-22 à 17:10

Bonjour merci pour votre aide
je m'attaque à présent à un looping avec frottements dont voici les équations différentielles que j'ai trouvées :
du coup j'obtiens une équation différentielle cf photo
ensuite sur excel j'ai trouvé la formule pour

teta. (n) =teta.(n-1) + delta t *teta..(n-1)

par contre je bloque sur teta ?comment le faire varier ?
pour teta .. je reprends la formule de l'équa diff ?

merci pour votre aide

** image supprimée **

Posté par
vanoise
re : mécanique 26-01-22 à 18:21

Pour la rotation : le théorème du moment cinétique s'applique en G dans le repère barycentrique, même si celui-ci n'est pas galiléen. Le seul moment en G qui ne soit pas nul est celui du couple de frottement exercé par l'air.Tu peux je pense le considérer comme proportionnel au carré de la vitesse angulaire.  Cela te donne une équation différentielle de la forme suivante :

I_{Gz}.\ddot{\theta}=-C.\dot{\theta}^{2}

avec IGz : moment d'inertie du solide par rapport à l'axe de rotation passant par G et perpendiculaire au plan de la trajectoire de G, et C : constante positive pas très facile à expliciter...

Il y a aussi une autre difficulté : la force de frottement influençant le mouvement de G (celle déjà prise en compte dans l'étude précédente, s'écrit :

\overrightarrow{F_{air}}=-\frac{1}{2}\rho_{air}.C_{x}.S.\Vert\overrightarrow{v}\Vert.\overrightarrow{v}

où S est l'aire de la surface frontale, c'est à dire l'aire du projeté orthogonal du véhicule dans un plan perpendiculaire à la direction de \overrightarrow{v}. S est fixe dans un mouvement de translation mais varie en fonction de \theta lors d'un looping ...

Posté par
oliveV
re : mécanique 26-01-22 à 18:29

merci bcp je vais regarder cela de suite

Posté par
gbm Webmaster
re : mécanique 27-01-22 à 08:08

Bonjour,

@ oliveV : les scans manuscrits pour les pistes de réflexion ne sont pas acceptés :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q05 - Puis-je insérer une image dans mon message ? Comment faire ? Quelle image est autorisée ?



attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q10 - Puis-je insérer des symboles mathématiques afin de faciliter la lecture de mon message ?





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