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Niveau maths spé
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quel angle pour le couple de torsion

Posté par
Witaek
27-12-20 à 10:35

Bonjour à tous.

Dans un exercice je dois utiliser un théorème du moment cinétique et il s'avère que des couples de torsions rentrent en jeu. Seulement, j'ai un peu de mal à comprendre comment choisir l'angle que l'on considère.

Admettons un fil de constante de torsion C auquel sont accrochés des barreaux à intervalle régulier (échelle de péroquet). On appelle \theta_n l'angle par rapport à l'équilibre du nième barreau.

Ce dernier subis un couple de la part du n-1eme barreau \Gamma_{n-1} et du n+1eme barreau \Gamma_{n+1}. Et c'est là que j'ai un doute :

doit-on poser \Gamma_{n-1} = -C(\theta_n-\theta_{n-1}) ou bien
\Gamma_{n-1} = -C(\theta_{n-1}-\theta_{n})
Même question pour \Gamma_{n+1}.

Merci à tous !

Posté par
vanoise
re : quel angle pour le couple de torsion 27-12-20 à 10:43

Bonjour
Un enonce plus complet et un scan du schéma qui l'accompagne permettraient de t'aider plus efficacement.

Posté par
Witaek
re : quel angle pour le couple de torsion 27-12-20 à 11:12

Bonjour, voici l'énoncé :

Une échelle de pérroquet, suspendue au plafond, est constituée de barreaux identiques, de moment d'inertie J par rapport à leur axe (vertical) de rotation (Ox). Les barreaux sont liés deux à deux par des fils de torsion, de raideur C. Soit \theta_n l'angle de rotation du nième barreau par rapport à sa position d'équilibre.

1. Quelle est l'équation de propagation d'une onde de torsion le long de l'échelle ?
2. Que devient-t-elle dans l'approx. des milieux continus ?
3. Quelle est la célérité de l'onde ?

En fait je n'ai pas de problème pour répondre aux questions, j'ai juste un doute sur l'expression des couples de torsion.
Merci d'avance.

quel angle pour le couple de torsion

Posté par
vanoise
re : quel angle pour le couple de torsion 27-12-20 à 11:34

Petite astuce pour ne pas se tromper de signes : vérifier le réalisme de la formule obtenue dans un cas particulièrement simple. J'imagine les barreaux (n-1) et (n+1) maintenus fixes avec : n-1 = n+1 = 0
Le barreau n, écarté de la position d'équilibre de l'angle n est alors soumis à deux couples de torsions qui sont deux couples de rappels tendant à ramener le barreau "n" à la position d'équilibre :
n-1 = n+1 = -C.n
Ta formule est donc correcte : elle fait intervenir l'angle de torsion de chaque fil et s'applique au cas particulier précédent.

\Gamma_{n-1} = -C(\theta_n-\theta_{n-1})

\Gamma_{n+1} = -C(\theta_n-\theta_{n+1})

Posté par
Witaek
re : quel angle pour le couple de torsion 27-12-20 à 13:06

merci beaucoup ! bonne continuation !



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