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Niveau maths sup
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Moments de forces

Posté par
cleindorie
28-09-11 à 19:56

Bonsoir à tous!

J'ai un exercice dont le moment de certaines forces sont nuls, je pense savoir pourquoi mais je ne suis pas sûre alors je vous poste le schéma de l'exercice avec le bilan des forces et je vous explique ce que j'ai fait!

Je précise que dans cet exercice on considère un cylindre de centre C et de rayon a qui roule sans glisser sur un plan incliné.Il y a une force de frottement de l'air notée F= -bmv avec b une constante positive. On prend le point I perpendiculaire à ex pour les calculs.

Les vecteurs sont en gras.
Pour le poids: Mc(p)=CI^p= a.ez^mgcos.ez=0, ici je prends la projection du poids sur ez.

Pour la réaction Rn: Mc(Rn)= CI^Rn= 0 (ici c'est évident car Rn et CI sont sur ez)

Pour la force de frottement de l'air : Mc(F)=CI^F= a.ez^-bmv.ez=0  car la vitesse est tangente à la trajectoire donc v est suivant ez.

Pourriez-vous me dire si mon raisonnement est correct s'il vous plaît?
Merci pour vos réponses.

Posté par
cleindorie
re : Moments de forces 28-09-11 à 19:57

Si j'oublie de joindre le schéma...

Moments de forces

Posté par
prbebo
Moments de forces 28-09-11 à 21:36

Bonsoir Cleindorie !

ton enonce n'est ps tres clair en premiere lecture, car on a du mal a savoir par rapport a quel point tu evalues les moments des forces. Au debut on pense que c'est I, puis ensuite on voit MC et on devine que c'est le point C. Mais dans ce cas, le point I n'a aucune importance particuliere donc inutile d'attirer l'attention desus...
Les moments /C des trois forces que tu as citees (poids, RN et F) sont en effet nuls, mais pas pour les raisons que tu as donnees. La definition du moment par rapport a un point A d'une force F appliquee a un point M est MA(F) = AMF. Donc :
a) pour le poids, on obtient MC(p) = CCmg 0 puisque le poids s'applique au point C (le point I ne sert a rien ici).
b) pour RN , OK : c'est bien ICRN = 0 et tu as donne la bonne raison.
c) pour la force de frottement , MC(F) est nul pour la meme raison qu'en a) (F appliquee en C). Mais ou tu te trompes, c'est quand tu ecris que la force de frottement qui a meme direction que la vitesse est dirigee suivant l'axe OZ. Ton schema le contredit, car F et // a Ox et dirigee en sens contraire de ex. En fait la force de frottement visqueux due a l'air et opposee a la vitesse d'ensemble du solide, cad celle de son centre de gravite (le point C sur le schema, a la longueur du cylindre pres). Donc F = -bm.vC, et le point C se deplace sur une parallele a l'axe Ox donc vC est portee par ex.

En fait la seule force donc le moment par rapport a C n'est pas nul est la reaction "horizontale" RT. C'est elle qui va assurer la rotation du cylindre au cours de sa descente. S'il n'y avait pas de frotement en I (piste verglacee), le cylindre devalerait cette piste sans tourner sur lui meme, cad simplement en translation. OK ?

Je te demande un peu de patience pour le pb du TEC en referentiel non galileen, j'ai la reponse mais je ne trouves pas le tetmps de la taper... mais je ne t'oublie pas !

A bientot,  B.B.

Posté par
cleindorie
re : Moments de forces 28-09-11 à 21:59

Bonsoir Prbebo,

Ne t'inquiète pas j'attends ta réponse mais je comprends que tu ais beaucoup de travail et puis on dit bien "patience est mère de sagesse"!

Pour mes moments je viens de comprendre où je me méprenais, en fait j'introduisais le point I parce que je ne pensais pas pouvoir appliquer le moment d'une force par rapport à un point à ce même point! ce qui tout bien réfléchis est possible! donc oui les moments en C du poids et de F peuvent-être appliqués... à C!
En ce qui concerne F et sa vitesse, et bien je dois t'avouer que je savais que la vitesse était suivant ex mais comme je n'arrivais pas à comprendre pourquoi le moment était nul j'ai pensé que c'était moi qui me trompais!
J'avais bien noté que seule la force de la réaction horizontale RT n'était pas nulle, ce qui était bien pratique dans mon équation!
Merci pour ta réponse, à bientôt!

Cleindorie

Posté par
prbebo
Moments de forces 28-09-11 à 22:11

Eh bien, si tu as la patience et moi la sagesse, on est qualifies pour faire encore un bout de route ensemble (via internet, bien sur !). Des que j'i fini de taper le truc je te l'envoie.

Bon courage !  B.B.



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