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Niveau école ingénieur
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Referentiel stationnaire et mobile

Posté par
Joraniko
08-01-21 à 13:44

Bonjour à tous,
Svp j'ai besoin d'aide sur cet exo. Je n'arrive pas à demarrer

Merci d'avance


Albert et Carlos se trouvent sur un carrousel circulaire tournant `a la vitesse angulaire ω;  chacun   ́etant  positionne  en  un  point  situ ́e  sur  la  circonference  du  carrousel  de  rayon R.  Carlos propulse une balle en direction d'Albert en la faisant glisser sans frottement sur la surface horizontale du carrousel.

1.  Depuis  un  referentiel  accroche  sur  Albert,  decrivez  qualitativement  la  trajectoire  (dessin(s)  `a l'appui), les accelerations et les forces agissant sur la balle


2. De meme avec un referentiel d'un oiseau en vol stationnaire au dessus du carroussel.

Posté par
vanoise
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 13:53

Bonjour
Je te laisse faire une proposition dont on pourra discuter ensuite.
Un indice : penser au principe d'inertie dans le référentiel terrestre assimilable à un référentiel galiléen.

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 13:54

Je pense que dans la question 1, la trajectoire de la balle sera rectiligne uniforme, vu que le referentiel rote. Donc pour cedit referentiel, ce sera comme ci la balle va en ligne droite

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:07

Et dans la question 2, la balle effectuera un mouvement circulaire uniforme, vu qu'elle est situé sur un objet en rotation. Pour quelque chosez de fixe, elle la verra roter.

Maintenant, je ne sais pas comment determiner les accelerations adequates.

Je me dit pour la 1, comme le mouvement est rectiligne uniforme, elle vaudra 0, elle est propulsé avec une vitesse v constante.

Dans la 2, ce sera l'acceleration centripete qui sera là, donc V^2/R

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:11

Je ne sais pas si j'ai inversé les cas, j'ai comme impression car il me semble que pour un obserateur fixe, la force de coriolis n'existe pas

Posté par
vanoise
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:11

En absence de frottement, le plancher du manège compense le poids de la boule mais n'exerce sur elle aucun force horizontale.
Tu trouveras peut-être plus facile d'inverser l'ordre des questions en étudiant d'abord le mouvement dans le référentiel terrestre.  Plus simple ensuite de décrire le mouvement par rapport au référentiel carroussel.

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:27

Dans le referentiel terrete, il n'ya que deux forces, comme vous avez dit, le poids et la reaction du plancher qui se compensent. Etant donné qu'elle a une vitesse constante, la somme de ces feux forces est nulle. Donc l'acceleration est une constante. Hors tout le systeme est soumis à une vitesse de rotation w. Devrais je donc conclure que du point de vue terrestre, l'on observe un objet qui avance en tournant ?

Posté par
vanoise
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:35

Si la résultante des forces est le vecteur nul, l'accélération du centre de la boule, mesurée dans le référentiel terrestre est nulle. Le mouvement du centre de la boule est rectiligne uniforme par rapport à la terre.  

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:38

D'accord grand merci.

Et pour l'observateur tournant, nous avons aussi les meme forces, existe il une troisieme force, une force fictive qui rendra de ce point de vue le mouvement circulaire ?

Posté par
vanoise
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 14:52

Par rapport à la terre, la trajectoire du centre de la boule est rectiligne uniforme alors que le plancher tourne lentement autour de son axe. Tu peux qualitativement prévoir le mouvement par rapport au carroussel.
Si une étude quantitative est demandée par rapport au carroussel, il faut faire intervenir la pseudo force d'inertie de Coriolis.

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 08-01-21 à 15:01

d'accord encore merci pour tout

Posté par
vanoise
re : Referentiel stationnaire et mobile 09-01-21 à 18:15

J'interviens peut-être un peu tard... Pour plus de clarté, voici une simulation du mouvement du centre de la boule dans un repère lié au plancher du carrousel. Je suppose que ce plancher tourne autour d'un axe vertical passant par le centre O dans le sens des aiguille d'une montre pour un observateur immobile par rapport à la terre. La boule est lancée du point A avec une vitesse Vo en direction du point B. La trajectoire du centre de la boule est rectiligne par rapport à la terre mais, à cause de la rotation du plancher, la boule est dévié vers la gauche du lanceur pour un observateur lié au carrousel. Il u a déviation mais pas rotation...
PS : échelle choisie totalement arbitraire...

Referentiel stationnaire et mobile

Posté par
Joraniko
re : Referentiel stationnaire et mobile 09-01-21 à 20:41

Non non vous n'intervenez pas tard, votre réponse m'aide grandement. Encore merci pour tout



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