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Niveau maths sup
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solide en rotation

Posté par
tuxedo955
11-11-16 à 11:08

Bonjour,
j'aimerais avoir votre aide sur l'exo suivant

Sur un cylindre non métallique, de rayon R de longueur L (L>>R) de masse M uniformément répartie pouvant tourner sans frottement  autour de son axe Oz, horizontal, est enroulé une corde de masse négligeable, tendue par une masse m. A l'instant initial, l'ensemble est lâché. La corde se déroule sans glisser sur cylindre. Le moment d'inertie du cylindre autour de l'axe Oz est noté J. w est la vitesse angulaire instantanée du cylindre. On note (Ur,U,Uz) la base des coordonnées cylindriques.

On me demande d'appliquer le théorème du moment cinétique au système global (cyindre, masse) pour ensuite déduire l'accélération de la masse m

J'ai fais un schéma vu de côté du cylindre:  un cercle de rayon R, l'axe Oy est vers le haut, l'axe Oz est sortant, w est dans le sens trigo.

Du coup j'écris que L_{oz}() = Jw  + L_{oz}(masse)
je n'arrive pas à trouver L_{oz}(masse)  

Merci d'avance

Posté par
vanoise
re : solide en rotation 11-11-16 à 19:56

Bonsoir
Calculé en un point O, le moment cinétique  d'un solide de masse m, de centre d'inertie G, est donné par la relation :

\overrightarrow{L_{O}}=m\cdot\overrightarrow{OG}\wedge\overrightarrow{V_{G}}
Si la démonstration n'est pas dans ton cours et qu'elle t'intéresse : n'hésite pas à demander : elle tient en quelques lignes seulement.
Si O est le centre du cylindre, tu peux écrire le vecteur \overrightarrow{OG} comme une somme de deux vecteurs : un vecteur horizontal de norme R et un vecteur vertical colinéaire au fil qui, multiplié vectoriellement par le vecteur vitesse, produira un vecteur nul. Dans ces conditions, tu devrais obtenir un vecteur moment cinétique colinéaire à l'axe (Oz) de norme m.R.VG .

Posté par
vanoise
re : solide en rotation 11-11-16 à 22:41

Une précision concernant mon message précédent  : la formule du moment cinétique que je fournis est valide pour un solide en translation.

Posté par
tuxedo955
re : solide en rotation 13-11-16 à 00:20

Génial merci



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