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Niveau maths spé
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Mécanique 7

Posté par
Flewer47
31-07-16 à 15:52

Bonjour,

Cette fois-ci, il va plutôt s'agir d'une vérification, et d'une demande pour une autre méthode de résolution.
Voici tout d'abord l'énoncé :
On considère un arbre, modélisé par une tige indéformable  BS, de masse m, de longueur L . On le scie à la base et l'arbre bascule en tournant autour de son point d'appui au sol B. On suppose que le point d'appui reste fixe et ne glisse pas. A t=0 , l'abre fait un angle \theta _0=5° avec la verticale et est immobile. On donne le moment d'inertie de l'arbre par rapport à l'axe By : I=\frac{mL^2}{3}. Déterminer le temps de chute d'un arbre de 30 mètres. On donne \int_{\theta _0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{d\theta}{\sqrt{\cos (\theta _0)-\cos (\theta)}} = 5,1.

En utilisant la conservation de l'énergie mécanique, je trouve :

E_m=\frac{1}{2}m(\frac{L}{2}\dot{\theta})^2+\frac{mgL\cos (\theta)}{2}=\frac{mgL\cos (\theta _0)}{2}.

En arrangeant un petit peu, et en séparant les variables :

dt=\sqrt{\frac{L}{4g}}\frac{d\theta}{\sqrt{\cos(\theta _0)-cos(\theta )}}.
En intégrant de \theta _0 \text{ à } \frac{\pi}{2}, je trouve :

t=5,1\times \sqrt{\frac{30}{4\times 9,81}} = 4,46 s.
Est-ce correct ?

Et une autre question me vient : Pourquoi nous donner le moment d'inertie ?

Mécanique 7

Posté par
J-P
re : Mécanique 7 31-07-16 à 20:13

E_m=\frac{1}{2}.I.(\dot{\theta})^2+\frac{mgL\cos (\theta)}{2}=\frac{mgL\cos (\theta _0)}{2}.

...

Sauf distraction.  

Posté par
vanoise
re : Mécanique 7 31-07-16 à 20:34

Bonsoir
OK pour ton calcul qui est calqué sur celui de la période d'oscillation d'un pendule dont l'amplitude est grande.
Sinon, j'espère que tu as démontré en cours que l'énergie cinétique d'un solide en rotation autour d'un axe By fixe dans le repère d'étude s'écrit :

Ec=\frac{1}{2}I_{By}\cdot\dot{\theta}^{2}
où IBy désigne le moment d'inertie du solide par rapport à l'axe de rotation (By)...

Posté par
Flewer47
re : Mécanique 7 31-07-16 à 21:17

Ah bah oui, je viens de me rendre compte de mon erreur..
Je fais des exercices sur des thèmes un peu lointain, il m'arrive d'oublier des trucs.

Merci pour cela, tout est bon !



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