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Niveau seconde
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mécanique / roue

Posté par Apprenti (invité) 02-01-05 à 19:55

Bonjour et bonne année à tous .
Je commence donc cette année par un ptit problème de physique , le voici :

Une roue d'automobile de diamètre 63 centimètres a une masse de 14.5kg . Son centre de masse G est situé à 4mm de l'axe . Pour rééquilibrer la roue , on place sur la jante , à 21cm de l'axe , une surcharge de masse m .
Calculer m et indiquer comment la surcharge doit être placée par rapport à G et à l'axe .

Je ne veux surtout aucune réponse mais juste pour le moment que vous me disiez si je suis sur le bon chemin :

1. Ici c'est donc un problème de masse et non d'intertie
2. le centre de masse G est à 0.004 m de l'axe , ce qui veut dire en fait qu'il est à 0.004 m du centre O de la roue , autrement dit il est sur l'axe , vu qu'on a le vecteur OG = 0.004
3.alors moi je simplifie à fond la figure en traçant juste l'axe qui n'est autre que le diamètre , et j'ai rajouté ces points ci : m' ( qui correspond au vecteur OM' , donc de O jusque la jante , le point M2 , qui correspond au vecteur OM2 , donc de O jusque l'extrémitié de la roue , puis de l'autre coté M , le centre de masse , donc le vecteur OM du centre jusque la jante et M1 , vecteur OM1 du centre jusque l'extrémité de la roue .

Jusqu'ici est ce que j'aborde bien le problème?
merci de votre aide .

Posté par -Gwada- (invité)re : mécanique / roue 02-01-05 à 20:42

Alors, là... Aucune idée !

Posté par Apprenti (invité)re : mécanique / roue 02-01-05 à 21:35

personne n'a d'idée ?

Posté par Apprenti (invité)re : mécanique / roue 03-01-05 à 12:59

Le problème en lui même ne vous dit vraiment rien?

Posté par Apprenti (invité)re : mécanique / roue 04-01-05 à 21:28

Une roue d'automobile de diamètre 63 centimètres a une masse de 14.5kg . Son centre de masse G est situé à 4mm de l'axe . Pour rééquilibrer la roue , on place sur la jante , à 21cm de l'axe , une surcharge de masse m .
Calculer m et indiquer comment la surcharge doit être placée par rapport à G et à l'axe

Je connais la loi des centres de masse et le principe d'intertie de Newton ( 1ere loi ) , avec ça je ne peux pas résoudre mon problème?

Posté par DDD (invité)Mécanique / roue 04-01-05 à 21:37

J'ai pas tout compris à tes explications

A mon avis, tu dois ajouter une masse que va replacer le centre de gravité de l'ensemble (surcharge (m) + roue) sur l'axe de la roue.

Posté par Apprenti (invité)re : mécanique / roue 04-01-05 à 21:42

A part ça quelqu'un voit une solution à mon problème en sachant les connaissances que j'ai???

Posté par DDD (invité)mécanique / roue 04-01-05 à 22:06

Soit g le point du centre de gravité.
Soit o le centre ( l'axe de la roue)
Soit p le point de la masse m.
Les points g, o et p doivent être alignés avec p et g de chaque côté des o.
Pour equilibrer la roue il faut de la distance op multipliée par la masse m soit egale à la distance og multipliée par la masse de la roue:
|op|*m = |og|*14.5
donc m = |og|*14.5/|op|
m = 4*14.5/210=0.276 kg

Posté par Apprenti (invité)re : mécanique / roue 04-01-05 à 22:21

Un mec m'a donné cette solution aussi ( ne la prends pas en compte car elle n'est pas de mon niveau ) et il trouve un résultat différent du tien :

Tu as une roue dont tu places l'axe au centre des coordonnées Oxy. La roue coupe l'axe horizontal en x = 0.315 m et - 0.315 m. Le centre de masse G est sur Ox en abscisse x = 0.004 m. La petite masse m est sur l'axe horizontal en x = - 0.21 m.

Pour que le centre de masse revienne vers l'axe, il faut équilibrer les moments mr^2. Il faut donc que :
m fois 0.21^2 = 14.5 fois 0.004^2
Donc : m = 14.5 fois 0.004^2 divisé par 0.21^2 = 0.00526 kg = 5.26 g

qu'en dis tu?

Posté par
J-P
re : mécanique / roue 04-01-05 à 22:59

On doit avoir les m.R² équilibrés par rapport au centre O de la roue.

On peut considérer que la masse m1 totale de la roue est concentrée en G.
On  a OG = 4.10^-3
m1 * OG² = 14,5 * (4.10^-3)² = 2,32.10^-4 kgm²

La masse m à placer à 21 cm (soit 0,21 m) de O pour équilibrer la roue est donnée par:

2,32.10^-4 = m*0,21²
-> m = 0,00526 kg soit 5,26 g

Cette masse doit être placée sur le diamètre passant par O et G mais du coté opposé à G. (voir dessin).

La masse est mise au point bleu sur le dessin.
-----
Sauf distraction.  



mécanique / roue

Posté par Apprenti (invité)re : mécanique / roue 04-01-05 à 23:07

Oui merci bcp JP mais attention la on utilise une formule qui n'est pas de mon niveau , moi je connais juste le principe d'inertie , duquel d'ailleurs je déduis la position de m et de G ça j'ai compris mais ensuite je connais simplement les formules du centre de masse et non les m.R² , donc je voulais savoir si il yavait un autre moyen avec les centres de masse en rapport avec mon niveau

Posté par DDD (invité)mécanique / roue 04-01-05 à 23:24

Pourquoi doit-on équilibrer les mr² par rapport au centre de la roue?

En mécanique, un équilibrage statique d'une roue consiste à positionner le centre de gravité sur l'axe de la roue.  Il faut donc équilibrer les mr et pas les mr².

Attention, cela n'a rien à voir avec un équilibrage dynamique.

Posté par
J-P
re : mécanique / roue 04-01-05 à 23:43

Je pense que DDD a raison, si on veut équilibrer les efforts dus aux forces centrifuges, il faut équilibrer les mR et pas les mR².




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