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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 />

2. Vecteur rotation instantané de la sphère dans le repère R0<br />

→ → → → • → • → • →<br />

0 2 1 0<br />

Ω<br />

s<br />

= Ω<br />

s<br />

+ Ω2<br />

+ Ω1<br />

= ϕ z2<br />

+ θ x1<br />

+ ψ z0<br />

→ →<br />

x1 z 0<br />

0<br />

Exprimons et dans le repère R . D’après les matrices de passage nous avons :<br />

→<br />

→<br />

→<br />

x1 = cosψ<br />

x0<br />

+ sinψ<br />

y0<br />

⎛<br />

⎝<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

z2 = −sinθ<br />

y1+<br />

cosθ<br />

z1<br />

= −sinθ<br />

⎜−<br />

sinψ<br />

x0<br />

+ cosψ<br />

y0<br />

⎟ + cosθ<br />

z0<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

z2 = sinθ<br />

sinψ<br />

x0<br />

− sinθ<br />

cosψ<br />

y0<br />

+ cosθ<br />

z0<br />

⎞<br />

⎠<br />

ce qui donne :<br />

→ •<br />

→<br />

→<br />

→ •<br />

→<br />

→ • →<br />

0 ⎛<br />

⎞ ⎛<br />

⎞<br />

Ω<br />

s<br />

= ϕ⎜sinθ<br />

sinψ<br />

x0<br />

− sinθ<br />

cosψ<br />

y0<br />

+ cosθ<br />

z0<br />

⎟ + θ ⎜cosψ<br />

x0<br />

+ sinψ<br />

y0<br />

⎟ + ψ z0<br />

⎝<br />

⎠<br />

⎝<br />

⎠<br />

→ •<br />

•<br />

→ •<br />

•<br />

→ • •<br />

→<br />

0 ⎛<br />

⎞ ⎛<br />

⎞ ⎛ ⎞<br />

Ω<br />

s<br />

= ⎜ϕ<br />

sinθ<br />

sinψ<br />

+ θ cosψ<br />

⎟ x0<br />

+ ⎜−<br />

ϕ sinθ<br />

cosψ<br />

+ θ sinψ<br />

⎟ y0<br />

+ ⎜ψ<br />

+ ϕ cosθ<br />

⎟ z0<br />

→<br />

0<br />

s<br />

Ω<br />

⎝<br />

•<br />

•<br />

⎧<br />

⎪<br />

ϕ sinθ<br />

sinψ<br />

+ θ cosψ<br />

•<br />

•<br />

= ⎨−ϕ<br />

sinθ<br />

cosψ<br />

+ θ sinψ<br />

• •<br />

⎪<br />

⎪ ψ + ϕ cosθ<br />

R ⎩<br />

0<br />

⎠<br />

⎝<br />

⎠<br />

⎝<br />

⎠<br />

3. Vitesse du point de contact I de la sphère avec le plan fixe<br />

Les points G et I appartiennent à la sphère. Par la cinématique du solide, nous pouvons connaître la<br />

vitesse du point I à partir de celle de G, en effet nous avons :<br />

→<br />

0<br />

V<br />

→<br />

0<br />

→<br />

0<br />

s<br />

−→<br />

( I)<br />

= V ( G)<br />

+ Ω ∧ GI<br />

Avec :<br />

•<br />

⎧<br />

⎧x<br />

−→<br />

−→<br />

⎪<br />

x<br />

→<br />

0<br />

•<br />

⎪<br />

0 d OG<br />

OG=<br />

⎨y<br />

⇒ V ( G)<br />

= =<br />

⎪<br />

R ⎩a<br />

0 ⎪ ⎪ ⎨y<br />

dt<br />

0<br />

R ⎩<br />

0<br />

⎧x<br />

−→<br />

−→<br />

⎪<br />

et OI=<br />

⎨y<br />

⇒ GI =<br />

⎪<br />

R ⎩0<br />

R<br />

0<br />

0<br />

⎧ 0<br />

⎪<br />

⎨ 0<br />

⎪<br />

⎩−<br />

a<br />

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