MECANIQUE RATIONNELLE
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI 9.2. Projection orthogonale d’un vecteur sur un plan → Soit V un vecteur quelconque, et ( π ) un plan de l’espace défini par la normale → n . La → projection orthogonale du vecteur V est la composante V dans le plan. → Le vecteur V a deux composantes l’une dans le plan et l’autre perpendiculaire au plan. On a → π ainsi : V → π → → → → → → n = V − ( V • n ) = V − V n Qui s’écrit aussi sous la forme : V → π → → → → → → = ( n• n) V − ( V • n) n On retrouve la relation du double produit vectoriel → V n → n → V → V π (π → → → → → → entre les vecteurs V et n : V = n∧ ( V ∧ n ) π 10. Division vectorielle Si → → X ∧V → = W , on dit que → X est le résultat de la division vectorielle de W par V → → → i) V ne doit pas être un vecteur nul ; ii) → W → et V doivent être orthogonaux S’il existe une solution particulière → X 0 , alors elle est la forme → → → X = α V ∧W 0 En remplaçant cette valeur dans l’expression X ∧V = W on obtient : → → → → α (V ∧W ) ∧V = W ⇔ α W ( V • V ) −α V ( V • W ) = W → → → Comme V ⊥W alors V • = 0 ; on obtient : → W → → → → W ( V • V ) = W 1 α ⇒ α = 2 V → → → → → → → → → → Nous avons aussi : → → → → X ∧V = X 0 ∧V ⇒ → → → → ( X − X 0 ) ∧V = 0 cette expression montre que le → → → vecteur ( X − X ) est parallèle à V , dans ce cas nous pouvons écrire que : 0 → → → ( X − X 0 ) = λV avec λ ∈ IR ou → X → → = X + λV 0 finalement : → X → → V ∧W → = + λV 2 V 25
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI 11. Règle des sinus dans un triangle Soit un triangle quelconque ABC nous pouvons établir une relation entre les trois côtés et les trois angles du triangle. Dans les triangles ABD et CBD , nous avons : DB sin α = et AB d’où : On déduit : sin β = AB sinα = BC sin β BC AB = sinα sin β DB BC De même pour les triangles AEC et BEC , nous avons : EC sin α = et AC On déduit : BC AC = sinα sinθ A α D θ B β π − θ EC sin( π − θ ) = d’où AC sinα = BC sin( π −θ ) = BC sinθ BC On déduit finalement une relation appelée règle des sinus dans un triangle: 12. Opérateurs et vecteurs BC AC = AB = sinα sin β sinθ → → → 12.1 Opérateur gradient dans un repère orthonormé R( O, i , j, k) On défini l’opérateur vectorielle noté : → ∇ = ∂ ∂ → i + x ∂ ∂y → j+ l’espace suivant les trois directions des vecteurs unitaires. ∂ ∂z → k C E comme étant la dérivée dans Le gradient d’un scalaire U est défini comme étant la dérivée vectorielle suivant les trois → → → directions respectives i , j, k par rapport aux variables : x, y, z . Exemple : −−−−−→ ∂U → ∂U → ∂U → −−−→ → gradU ( x, y, z) = i + j+ k ou grad U = ∇U ∂x ∂y ∂z ∂U U = 3 xy − 2zx + 5yz : = 3y − 2z ∂x −−−−−→ → ∂U , = 3 x + 5z ∂y gradU ( x, y, z) = (3y − 2z) i + (3x + 5z) j+ ( −2x + 5y) k Le gradient d’un scalaire est un vecteur. → → ∂U , = −2 x + 5y ∂z 26
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Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3<br />
A.KADI<br />
11. Règle des sinus dans un triangle<br />
Soit un triangle quelconque ABC nous pouvons établir une relation entre les trois côtés et les<br />
trois angles du triangle.<br />
Dans les triangles ABD et CBD , nous avons :<br />
DB<br />
sin α = et<br />
AB<br />
d’où :<br />
On déduit :<br />
sin β =<br />
AB sinα<br />
= BC sin β<br />
BC AB =<br />
sinα<br />
sin β<br />
DB<br />
BC<br />
De même pour les triangles AEC et BEC , nous avons :<br />
EC<br />
sin α = et<br />
AC<br />
On déduit :<br />
BC AC =<br />
sinα sinθ<br />
A<br />
α<br />
D<br />
θ<br />
B<br />
β<br />
π − θ<br />
EC<br />
sin( π − θ ) = d’où AC sinα<br />
= BC sin( π −θ<br />
) = BC sinθ<br />
BC<br />
On déduit finalement une relation appelée règle des sinus dans un triangle:<br />
12. Opérateurs et vecteurs<br />
BC<br />
AC<br />
= AB =<br />
sinα<br />
sin β sinθ<br />
→ → →<br />
12.1 Opérateur gradient dans un repère orthonormé R(<br />
O,<br />
i , j,<br />
k)<br />
On défini l’opérateur vectorielle noté :<br />
→<br />
∇ =<br />
∂<br />
∂<br />
→<br />
i +<br />
x<br />
∂<br />
∂y<br />
→<br />
j+<br />
l’espace suivant les trois directions des vecteurs unitaires.<br />
∂<br />
∂z<br />
→<br />
k<br />
C<br />
E<br />
comme étant la dérivée dans<br />
Le gradient d’un scalaire U est défini comme étant la dérivée vectorielle suivant les trois<br />
→ → →<br />
directions respectives i , j,<br />
k par rapport aux variables : x, y, z .<br />
Exemple :<br />
−−−−−→<br />
∂U<br />
→<br />
∂U<br />
→<br />
∂U<br />
→ −−−→ →<br />
gradU ( x,<br />
y,<br />
z)<br />
= i + j+<br />
k ou grad U = ∇U<br />
∂x<br />
∂y<br />
∂z<br />
∂U<br />
U = 3 xy − 2zx<br />
+ 5yz<br />
: = 3y<br />
− 2z<br />
∂x<br />
−−−−−→<br />
→<br />
∂U<br />
, = 3 x + 5z<br />
∂y<br />
gradU ( x,<br />
y,<br />
z)<br />
= (3y<br />
− 2z)<br />
i + (3x<br />
+ 5z)<br />
j+<br />
( −2x<br />
+ 5y)<br />
k<br />
Le gradient d’un scalaire est un vecteur.<br />
→<br />
→<br />
∂U<br />
, = −2 x + 5y<br />
∂z<br />
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