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Roulement sans glissement

Posté par
IamMe
23-10-20 à 16:35

Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour un exercice...

Soit une roue S de centre A et de rayon R qui roule sur un plan, le long de l'axe (O,ex) (la roue reste verticale). R est le référentiel associé au plan.

1 .Soit M un point de la circonférence de la roue. Paramétrer sa position dans R. De combien de paramètre a-t-on besoin à priori ?

2 .Quelle est la vitesse du point M par rapport au sol ?

3 .Donner la vitesse de glissement de la roue par rapport au sol.

4 .En déduire la condition de roulement sans glissement du mouvement de la roue par rapport au sol.On suppose à présent que la roue roule sans glisser sur le plan et on considère un point M de la circonférence de la roue.

5. Donner l'équation paramétrique de la trajectoire et représenter cette courbe.On suppose à présent la vitesse de rotation de la roue par rapport au sol constante, de valeur ω0.

6 .Quelle est la vitesse du point A?

7 .Calculer la vitesse scalaire du point M. En quelle(s) position(s) s'annule-t-elle?

Avant de parler des questions y'a des trucs que je comprends pas...
Qu'est ce que ça veut dire "roulement sans glissement" ? Quand y'a marqué "roule sur un plan, le long de l'axe (O,ex)" Cela veut dire que le bas de la roue est au contact de l'axe (O,ex) ? Et que veut dire "la roue reste verticale" ?

1.Etant donné que la roue tourne, la position de M aussi du coup,non ?
Il a une évolution en x et y. A priori y'a 2 paramètres ?

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 23-10-20 à 18:39

Bonjour
Pour étudier le mouvement de M, on utilise en général deux coordonnées  : l'abscisse du centre d'inertie G de la roue et l'angle  entre l'axe Gy et GM.
Cela n'est pas du programme enseignement secondaire...

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 23-10-20 à 18:52

Ce message pourra peut-être un peu t'aider en adaptant un peu les notations. Il y a roulement sans glissement lorsque la vitesse du point M s'annule quant M passe au contact avec le plan de roulement (lorsque =0).
Mouvement Cycloïdal

Posté par
IamMe
re : Roulement sans glissement 06-11-20 à 09:07

Oups, je me suis trompé, je voulais mettre dans enseignement supérieur. Comment je peux changer ?

Posté par
IamMe
re : Roulement sans glissement 06-11-20 à 09:10

vanoise @ 23-10-2020 à 18:39

Bonjour
Pour étudier le mouvement de M, on utilise en général deux coordonnées  : l'abscisse du centre d'inertie G de la roue et l'angle  entre l'axe Gy et GM.
Cela n'est pas du programme enseignement secondaire...

Sauf que je ne les ai pas... Et je vois pas comment calculer le centre d'inertie sans avoir de masse...

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 06-11-20 à 09:55

Il n'y a pas à calculer le centre d'inertie.  Pour une roue correctement équilibrée, ce qu'il faut supposer ici, il s'agit du centre de la roue.  Les points A et G  sont confondus ici.

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 06-11-20 à 11:49

Voici un schéma qui pourra t'aider. Mais encore une fois : la résolution de cet exercice demande des notions démontrées seulement dans l'enseignement supérieur...

Roulement sans glissement

Posté par
IamMe
re : Roulement sans glissement 07-11-20 à 14:11

Ah d'accord merci il faut supposer que le centre d'inertie est au centre de la roue... Ensuite mon schéma ressemble presque à celui là. Je n'avais pas pensé à mettre des coordonnées  polaires dans le cercle.

Posté par
IamMe
re : Roulement sans glissement 07-11-20 à 14:37

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi au point de contact le point M n'a pas de vitesse...

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 09-11-20 à 11:18

Question 2 : la vitesse du point M par rapport à la terre,à une position quelconque repérée par l'angle ,s'écrit :

\overrightarrow{V_{\left(M\right)}}=\overrightarrow{V_{\left(A\right)}}+R.\omega.\overrightarrow{e_{\theta}}=V_{\left(A\right)}.\overrightarrow{e_{x}}+R.\omega.\overrightarrow{e_{\theta}}

Dans le cas particulier où M est en I (contact avec le sol), les deux composantes de la vitesses ont la même direction (l'horizontale) mais des sens opposés. La somme vectorielle de ces deux composantes peut donc être nulle pour une valeur particulière de notée o.

Imagine une voiture lancée à 80km/h sur une route : imagine la surface du pneu en contact avec la route possédant une vitesse non nulle : le pneu s'userait très rapidement...

Posté par
IamMe
re : Roulement sans glissement 10-11-20 à 08:48

Pour la question 1 : j'avais commencé à faire ça :
vecteur OM = vec OI + vec IA + vec AM (Chasles)
= Vt.ex + R.ey + Rer

Vt c'est la vitesse.

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 10-11-20 à 14:54

R étant une constante connue, les deux paramètres de positions sont :
1° : x : l'abscisse de A que l'on peut éventuellement écrire sous la forme : x=V.t en supposant x= 0 en t=0.
2° : l'angle polaire défini sur la figure.
Je t'ai déjà fourni la réponse à la question 2.

Posté par
IamMe
re : Roulement sans glissement 11-11-20 à 11:17

vanoise @ 10-11-2020 à 14:54


Je t'ai déjà fourni la réponse à la question 2.


Oui mais je comprends pas la réponse et je suis toujours (bloqué) à la question 1...

Posté par
vanoise
re : Roulement sans glissement 11-11-20 à 15:17

La connaissance de l'abscisse x du centre A et la connaissance de l'angle permettent d'obtenir très simplement les coordonnées cartésiennes du point M :

x_{\left(M\right)}=x-R.\sin\left(\theta\right)\quad;\quad y_{\left(M\right)}=R-R.\cos\left(\theta\right)



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