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Mouvement circulaire uniforme

Posté par
lisarowe
02-11-17 à 19:01

Bonsoir,

On a un point matériel qui est en mouvement circulaire uniforme qui est définit par ces équations paramètres :
OM = x(t) = -2a.sin^2wt
          y(t) = 2a.sinwt.coswt

On me demande de montrer que le mvt de la voiture est circulaire uniforme.
C'est à dire qu'il faut montrer que v(t) est une constante ?

Puis on me demande de trouver sa vitesse angulaire et sa période T du mouvement et là je suis perdue...aidez moi svp

Posté par
vanoise
re : Mouvement circulaire uniforme 02-11-17 à 19:09

Bonjour
De façon générale :

2\sin\left(\omega t\right).\cos\left(\omega t\right)=\sin\left(2\omega t\right)

Es-tu bien sûr d'avoir recopié correctement l'énoncé ? Tu sait aussi que le carré d'un sinus additionné au carré du cosinus du même angle vaut...

Posté par
lisarowe
re : Mouvement circulaire uniforme 02-11-17 à 19:18

Ça vaut 1
La première question était de trouver la vitesse et l'accélération en fonction du temps, il suffit de dériver.
La seconde qui est celle-ci est :
"Montrer que le mouvement de la voiture est circulaire et uniforme. On précisera le centre du cercle, la valeur R du rayon, la vitesse angulaire et la période T du mouvement?"

Et je suis d'accord avec ce que t'as écris mais je vois pas le rapport avec l'exercice :/

Posté par
J-P
re : Mouvement circulaire uniforme 02-11-17 à 19:42

dx/dt = -4a.w.sin(wt).cos(wt) = -2a.w.sin(2wt)

dy/dt = 2a.w.cos(2wt)

|v²| = (2a.w.cos(2wt))² + (-2a.w.sin(2wt))² = 4aw²

|v| = 2a.w (constante su w = constante)

(x+a)² + y² = (-2a.sin²(wt) + a)² + a².sin²(2wt) = a² * [(1 - 2.sin²(wt))² + sin²(2wt)]

(x-a)² + y² = a² * [1 + 4.sin^4(wt) - 4.sin²(wt) + 4.sin²(wt).cos²(wt)]

(x-a)² + y² = a² * [1 + 4.sin²(wt) * (sin²(wt) - 1 + cos²(wt))]

(x-a)² + y² = a²

Donc la trajectoire est un cercle de centre (a ; 0) et de rayon a et |v| = 2a.w

...

Sauf distraction.  

Posté par
J-P
re : Mouvement circulaire uniforme 02-11-17 à 19:45

Zut, correction :

...

(x+a)² + y² = (-2a.sin²(wt) + a)² + a².sin²(2wt) = a² * [(1 - 2.sin²(wt))² + sin²(2wt)]

(x+a)² + y² = a² * [1 + 4.sin^4(wt) - 4.sin²(wt) + 4.sin²(wt).cos²(wt)]

(x+a)² + y² = a² * [1 + 4.sin²(wt) * (sin²(wt) - 1 + cos²(wt))]

(x+a)² + y² = a²

Donc la trajectoire est un cercle de centre (-a ; 0) et de rayon a et |v| = 2a.w

Sauf nouvelle distraction.  

Posté par
lisarowe
re : Mouvement circulaire uniforme 02-11-17 à 20:08

Merci pour ta réponse!
Déjà comment sais tu que w est une constante?
À quoi correspond (x+a)^2+y^2 c'est l'équation du cercle?
Comment sait-tu que son centre est (-a, 0)?
Merci beaucoup

Posté par
lisarowe
re : Mouvement circulaire uniforme 02-11-17 à 20:57

S'il vous plaît

Posté par
J-P
re : Mouvement circulaire uniforme 03-11-17 à 12:30

lisarowe @ 02-11-2017 à 20:08

Merci pour ta réponse!
Déjà comment sais tu que w est une constante?
À quoi correspond (x+a)^2+y^2 c'est l'équation du cercle?
Comment sait-tu que son centre est (-a, 0)?
Merci beaucoup


Ca, ce n'est plus de la physique mais des maths.

Dans le repère orthonormé Oxy, la courbe d'équation (x - A)² + (y - B)² = R² est un cercle de centre (A ; B) et de rayon R.
On peut facilement le démontrer ... en math.

Posté par
lisarowe
re : Mouvement circulaire uniforme 03-11-17 à 13:25

Je viens de comprendre merci beaucoup !
Cependant comment fait-on pour trouver sa vitesse angulaire et sa periode T? :/

Posté par
J-P
re : Mouvement circulaire uniforme 03-11-17 à 16:10

x(t) et y(t) sont Pi périodiques (à démontrer)

--> Et donc wT = Pi

T = Pi/w  (avec T en s et w en rad/s)

La vitesse angulaire est 2Pi/T = 2w  (en rad/s)

Recopier sans comprendre est inutile.

Posté par
lisarowe
re : Mouvement circulaire uniforme 03-11-17 à 16:35

Merci encore J-P !
J'ai encore une dernière question après j'arrête de t'embêter
Pour le (x+a)^2+y^2
Comment t'es venu l'idée  de faire x+a et pas x-a ? Et le a c'est le même  que dans x(t) ? Merci

Posté par
J-P
re : Mouvement circulaire uniforme 03-11-17 à 18:01

Soit cela te semble évident ... avec un peu de nez.

Sinon :

On peut :

Soit : Faire un simple tracé avec a quelconque positif sur une calculette graphique ... et l'interprétation de ce dessin indique clairement quoi faire.

Soit, on ne voit rien du tout et on tente de calculer le cas général :

On calcule alors (x - A)² + (y - B)² en laissant A et B en littéral et en remplaçant évidemment x par -2a.sin²(wt) et y par 2a.sin(wt).cos(wt)

et après développement de tout cela, on cherche les valeurs de A et de B qui feront que le résultat soit une constante positive.

... et on arrivera à montrer que A = -a et B = 0 ... et que la constante est a².

La dernière méthode est évidemment plus longue, plus calculatoire ... et moins subtile.

Sauf distraction  

Posté par
lisarowe
re : Mouvement circulaire uniforme 03-11-17 à 18:09

Merci



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