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MECANIQUE RATIONNELLE

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UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique<br />

Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3<br />

A.KADI<br />

→<br />

e<br />

ϕ<br />

→<br />

z<br />

ϕ<br />

ϕ<br />

→<br />

e r<br />

→<br />

u<br />

→<br />

z<br />

o<br />

→<br />

e ϕ<br />

r<br />

ϕ<br />

→<br />

e r<br />

→<br />

e θ<br />

→<br />

y<br />

avec :<br />

→<br />

x<br />

θ<br />

→<br />

e θ<br />

→<br />

u<br />

→<br />

e r<br />

→<br />

→<br />

= cos ϕ u+<br />

sinϕ<br />

k ; e<br />

→<br />

ϕ<br />

→<br />

→<br />

= −sinϕ<br />

u+<br />

cosϕ<br />

k<br />

→<br />

→<br />

→<br />

u = ϕ er − sinϕ<br />

eϕ<br />

cos ;<br />

→<br />

→<br />

= e θ<br />

d u<br />

dθ<br />

;<br />

→<br />

d e<br />

→<br />

θ<br />

= − u<br />

dθ<br />

;<br />

→<br />

e<br />

→<br />

= e ϕ<br />

→<br />

d r<br />

d e →<br />

ϕ<br />

; = −er<br />

dϕ<br />

dϕ<br />

alors :<br />

→<br />

d e r<br />

dt<br />

→<br />

• →<br />

d u<br />

• → • → • → • →<br />

= − ϕ sin ϕ u+<br />

cos ϕ + ϕ cos ϕ k = θ cos ϕ eθ − ϕ sin ϕ u+<br />

ϕ cos ϕ k<br />

dt<br />

→<br />

d e r<br />

dt<br />

• → •<br />

→<br />

→ • → • →<br />

= θ ϕ eθ<br />

+ ϕ ( − sin ϕ u+<br />

cos ϕ k ) = θ cos ϕ eθ<br />

+ ϕ eϕ<br />

cos ; on déduit la vitesse du point P :<br />

−→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

d OP d(<br />

r e<br />

• →<br />

• → • → • →<br />

r<br />

) d er<br />

V = = = r er<br />

+ r = r er<br />

+ rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

+ rϕ<br />

eϕ<br />

dt<br />

dt<br />

dt<br />

→<br />

; ⇒ V<br />

⎧<br />

⎪<br />

= ⎨V<br />

⎪<br />

⎪V<br />

⎩<br />

•<br />

V r<br />

= r<br />

•<br />

θ<br />

= rθ<br />

cosϕ<br />

•<br />

ϕ<br />

= rϕ<br />

l’accélération se déduit facilement en dérivant l’expression de la vitesse par rapport au temps :<br />

→<br />

γ =<br />

−→ • →<br />

• →<br />

• →<br />

d V d(<br />

r e d r e d(<br />

r e )<br />

r<br />

) ( θ cosϕ<br />

) ϕ<br />

θ<br />

ϕ<br />

= +<br />

+<br />

dt dt dt<br />

dt<br />

(1) :<br />

• →<br />

d(<br />

r er<br />

)<br />

dt<br />

•• → • • → • → •• → • • → • • →<br />

= r er<br />

+ r(<br />

θ cosϕ<br />

eθ<br />

+ ϕ eϕ<br />

) = r er<br />

+ rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

+ rϕ<br />

eϕ<br />

(2) :<br />

• →<br />

d(<br />

rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

dt<br />

)<br />

• • → •• → • • → •<br />

d eθ<br />

= rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

+ rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

− rθ ϕ sinϕ<br />

eθ<br />

+ rθ<br />

cosϕ<br />

dt<br />

→<br />

d e<br />

dt<br />

→<br />

θ<br />

→<br />

d e<br />

• → • →<br />

→<br />

θ dθ<br />

= . = −θ<br />

u = −θ<br />

(cosϕ<br />

er<br />

− sinϕ<br />

eϕ<br />

)<br />

dθ<br />

dt<br />

• →<br />

•<br />

d( rθ<br />

cosϕ<br />

e )<br />

• • → •• → • • →<br />

→<br />

→<br />

θ<br />

2<br />

= rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

+ rθ<br />

cosϕ<br />

eθ<br />

− rθ ϕ sinϕ<br />

eθ<br />

− rθ<br />

cosϕ(cosϕ<br />

er<br />

− sinϕ<br />

eϕ<br />

)<br />

dt<br />

185

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