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Rotation d’un solide autour d’un axe fixe Oscillation d’un objet

Posté par
Tin0u
30-05-19 à 16:19

Bonjour, en pleins dans mes révisions ce chapitre j'ai de nombreuses questions, j'espere que vous pourrez m'aider (ce sont mes premiers questions je poserais peut etre des questions qui semble évidente, mais je veux etre sure de bien comprendre )

Un objet de masse m tourne autour d'un axe (passant par le point O) qui ne passe pas par son centre de masse C. L'angle entre OC et la verticale est note θ et on note d = OC. Le moment d'inertie par rapport a O est I. Les seules forces agissant sur l'objet sont son poids P et la force exercee par l'axe N.

a. Calculer les moments de P et N par rapport a O quand l'objet fait un angle θ

b. En deduire les positions d'equilibre de l'objet. Lesquelles sont stables, lesquelles sont instables, si l'objet represente est fait d'un materiau homogene ?

c. Ecrire l'equation du mouvement de l'objet. Quelle equation retrouve-t'on ?

d. On considere maintenant que l'objet est un pendule, compose d'une tige rigide legere de longueur L au bout de laquelle est fixee une masse m. Calculer son moment d'inertie I et trouver la valeur de d dans ce cas. Retrouver l'equation de mouvement du pendule.



a. je me place dans les coordonnés cylindrique
OC∧N mais OC et N sont colinéaire donc  OC∧N=0
OC∧P=

dmg cos(θ)0
0-mg sin(θ)0
00-d mg sin(θ)


b. Bon la je vous avoue que je ne comprends pas vraiment ce que l'on me demande , l'objet est à l'equilibre lorsque il n'est plus en mouvement donc lorsque OC est colineaire à l'axe y, et l'objet est équilibré si il est parfaitement colineaire sans "se pencher" ?

c. = I
-d mg sin(θ) = I
(est ce que je reponds correctement à la question?  Peut-on développé plus ?)

d. La je peux dire que le moment inertie  I=mL2
Ensuite si je comprends bien on me demande de relié ce résultat au questions précédentes donc L=d
-d mg sin(θ) = I
-d mg sin(θ) = md2
md+ mg sin(θ) = 0
(encore une fois est ce que il y a moyen de développé plus ?)

J'espere que etre clair et ne pas faire trop de contresens je suis ouvert à vos explications !

Posté par
vanoise
re : Rotation d’un solide autour d’un axe fixe Oscillation d’un 30-05-19 à 16:41

Bonjour
Quelques remarques sur tes réponses. Je suppose l'axe de rotation passant par O horizontal.
Pour a) : la réaction de l'axe s'applique en O, le moment de la force en O est nécessairement nul, quelles que soient la direction et le sens de cette force.
Pour le moment du poids, il s'agit effectivement de la projection du moment vectoriel en O sur l'axe de rotation convenablement orienté. Je n'ai pas très bien compris la présentation du calcul mais le résultat est correct.
Pour b) les positions d'équilibre correspondent à un moment du poids nul. Cela correspond à sin()=O soit :
=0 : équilibre stable
= rad : équilibre instable. Je te laisse revoir les définitions des équilibres stable et instable. On peut aussi raisonner sur l'énergie potentielle.
c) exact si désigne la dérivée seconde de par rapport à t. Pour bien montrer qu'il s'agit d'une équation différentielle, il serait préférable de remplacer   par  \frac{d^{2}\theta}{dt^{2}} ou \ddot{\theta} . Préciser  que cette relation s'obtient par application du théorème du moment cinétique par rapport à l'axe de rotation.
d) Penser à simplifier par m !

Posté par
Tin0u
re : Rotation d’un solide autour d’un axe fixe Oscillation d’un 30-05-19 à 17:07

Merci pour ces réponses claires et rapides !



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