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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 />

3<br />

(<br />

2 3 3 3<br />

→<br />

z2<br />

R2<br />

R O , x , y , z ) : repère lié à la plaque, en rotation autour de l’axe par rapport à<br />

•<br />

•<br />

on donne : ψ = Cte , θ = Cte ,<br />

•<br />

ϕ = Cte<br />

1. Matrices de passage<br />

Matrice de passage de R2<br />

vers R1<br />

→<br />

→<br />

⎛ ⎞<br />

⎛ ⎞<br />

⎜ x1<br />

⎟ ⎛ cosθ<br />

0 sinθ<br />

⎞⎜<br />

x2<br />

⎟<br />

⎜ → ⎟ ⎜<br />

⎟⎜<br />

→ ⎟<br />

⎜ y1<br />

⎟ = ⎜ 0 1 0 ⎟⎜<br />

y2<br />

⎟<br />

→<br />

⎜ ⎟ ⎜<br />

⎟<br />

→<br />

⎜ ⎟<br />

z<br />

⎝−<br />

sinθ<br />

0 cosθ<br />

1<br />

⎠<br />

z2<br />

⎝ ⎠<br />

⎝ ⎠<br />

→<br />

z 1<br />

O<br />

θ<br />

θ<br />

→<br />

z 2<br />

→<br />

x 2<br />

→<br />

x<br />

1<br />

P<br />

R 1→<br />

R 2<br />

→<br />

y 3<br />

Matrice de passage de<br />

R vers R2<br />

→<br />

→<br />

⎛ ⎞<br />

⎛ ⎞<br />

⎜ x3<br />

⎟ ⎛ cosϕ<br />

sinϕ<br />

0⎞⎜<br />

x2<br />

⎟<br />

⎜ → ⎟ ⎜<br />

⎟⎜<br />

→ ⎟<br />

⎜ y3<br />

⎟ = ⎜−<br />

sinϕ<br />

cosϕ<br />

0⎟⎜<br />

y2<br />

⎟<br />

→<br />

⎜ ⎟ ⎜<br />

⎟<br />

→<br />

⎜ ⎟<br />

z3<br />

⎝ 0 0 1⎠<br />

z2<br />

⎝ ⎠<br />

⎝ ⎠<br />

P<br />

R 3→<br />

R 2<br />

3<br />

2b<br />

O 2<br />

2a<br />

ϕ<br />

→<br />

x 2<br />

ϕ<br />

→<br />

x 3<br />

→<br />

y<br />

2<br />

2. Vecteur rotation instantané de par rapport à exprimé dans R ;<br />

D’après la relation de Chasles nous pouvons écrire :<br />

→ → → → • → • → • →<br />

0 2 1 0<br />

Ω3 = Ω3<br />

+ Ω<br />

2<br />

+ Ω1<br />

= ϕ z2<br />

+ θ y2<br />

+ ψ z1<br />

R3<br />

R0<br />

2<br />

→<br />

z1<br />

2<br />

Exprimons le vecteur unitaire dans le repère R , il s’écrit :<br />

→<br />

→<br />

→<br />

z1 = −sinθ<br />

x2<br />

+ cosθ<br />

z2<br />

D’où :<br />

→ • → • → •<br />

→<br />

→ • → • → • •<br />

→<br />

0<br />

⎛<br />

⎞<br />

⎛ ⎞<br />

Ω<br />

3<br />

= ϕ z2<br />

+ θ y2<br />

+ ψ ⎜−<br />

sinθ<br />

x2<br />

+ cosθ<br />

z2<br />

⎟ = −ψ<br />

sinθ<br />

x2<br />

+ θ y2<br />

+ ⎜ϕ+<br />

ψ cosθ<br />

⎟ z2<br />

⎝<br />

⎠<br />

⎝<br />

⎠<br />

⎧<br />

→<br />

⎪<br />

0<br />

Ω3<br />

= ⎨<br />

⎪<br />

⎪<br />

R ⎩<br />

2<br />

•<br />

−ψ<br />

sinθ<br />

•<br />

θ<br />

• •<br />

ϕ+<br />

ψ cosθ<br />

247

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