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vecteur vitesse et vecteur accélération

Posté par
aida1807
15-10-11 à 17:06

Bonjour,
Je viens de valider ma L1 MIM (math-info-méca) et j'ai décidé de réviser un peu mon cours de mécanique avant d'attaquer la L2.
Je crois que j'ai accumulé trop de lacunes: je suis en train de refaire un exercice pour lequel il est demandé de représenter entre autres les vecteurs vitesse et accélération dans le repère de Frenet. J'ai toujours cru que le vecteur vitesse était perpendiculaire au vecteur accélération puisque (t)=d/dt et qu'un vecteur est forcément normal à son vecteur dérivé...
Dans la correction de l'exercice, les deux vecteurs ne sont pas forcément perpendiculaires.
Mais alors, où est l'erreur...?

Merci d'avance,

Posté par
efpe
re : vecteur vitesse et vecteur accélération 15-10-11 à 17:57

salut
tu as fait une petite confusion :
l'accélération est la dérivée du vecteur vitesse par rapport au temps d'accord, mais un vecteur est normal à son vecteur dérivé quand cette dérivée porte sur l'angle , angle du repère polaire !

prenons deux exemples :
un satellite sur une orbite circulaire :
\vec{a} =d \vec{v} / dt = v d \vec{e \theta}/dt + dv/dt. \vec{e \theta}

et  d \vec{e \theta}/dt = d \vec{e \theta} /d \theta  . d\theta /dt = - (d\theta /dt) . \vec{r}

d'où :
\vec{a} =- v d\theta/dt \vec{r} +  dv/dt. \vec{e \theta}

tu vois que l'accélération sera perpendiculaire à la vitesse uniquement si la vitesse est constante !

alors sur des orbites elliptiques, la norme de la vitesse est bien constante, mais ce résultat peut se montrer aussi dans le cas des ellipses : là la norme de la vitesse varie bien et l'accélération et la vitesse ne sont pas perpendiculaires ! (sauf à certains endroits de l'ellipse)
en revanche la vitesse est bien toujours perpendiculaire à la trajectoire !

Posté par
aida1807
re : vecteur vitesse et vecteur accélération 15-10-11 à 19:31

Bonsoir,
Merci pour ta réponse, je comprends à présent où est le probleme. En gros, je dois me situer dans une base polaire au lieu de rester dans la base cartésienne lorsque je dis que les vecteurs a et sont normaux...
Le probleme, c'est que je passe mon temps à faire des confusions de ce genre, du coup je n'avance pas!
Merci encore,

Posté par
efpe
re : vecteur vitesse et vecteur accélération 16-10-11 à 00:27

des fois on retient des résultats mais sans connaitre leurs limites ! maintenant tu auras au moins appris que c'est bien la dérivée d'un vecteur par rapport à l'angle théta qui est normal à ce vecteur ^^ bonne continuation !



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