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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 />

⎛ ⎞<br />

W ∧ ⎜ U ∧V<br />

⎟ = U<br />

⎝ ⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→ → →<br />

⎞<br />

W • V ⎟ −V<br />

⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→<br />

W ∧<br />

→<br />

U<br />

⎞<br />

⎟<br />

⎠<br />

→ → → →<br />

⎛ ⎞<br />

V ∧ ⎜ W ∧U<br />

⎟ = W<br />

⎝ ⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→ → →<br />

⎞<br />

V • U ⎟ −U<br />

⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

La somme des trois termes donne :<br />

→<br />

V<br />

→<br />

V<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→ → →<br />

⎞<br />

U•<br />

W ⎟ −W<br />

⎠<br />

→ → →<br />

⎞<br />

U•<br />

W ⎟ −V<br />

⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→ → →<br />

⎞<br />

U•<br />

V ⎟ + U<br />

⎠<br />

→ → →<br />

⎞<br />

W • U ⎟ −W<br />

⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→<br />

→<br />

V<br />

→<br />

⎞<br />

• W ⎟<br />

⎠<br />

→ → →<br />

⎞<br />

W • V ⎟ −V<br />

⎠<br />

U<br />

→<br />

⎞<br />

• V ⎟ +<br />

⎠<br />

Comme le produit scalaire est commutatif alors :<br />

→<br />

W<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→ → →<br />

⎞<br />

W • U ⎟ + W<br />

⎠<br />

→ → →<br />

⎞<br />

V • U ⎟ + U<br />

⎠<br />

→ → → → → → → → → → → → →<br />

⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞<br />

⎜V<br />

−V<br />

⎟ ⎜ W • U ⎟ + ⎜W<br />

−W<br />

⎟ ⎜ V • U ⎟ + ⎜U<br />

−U<br />

⎟ ⎜ V • W ⎟ = 0<br />

⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />

Exercice 17 :<br />

→<br />

F 1<br />

→<br />

F 2<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→ → →<br />

⎞<br />

V • U ⎟ −U<br />

⎠<br />

→ → →<br />

⎞<br />

W • V ⎟ −U<br />

⎠<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

⎛<br />

⎜<br />

⎝<br />

→<br />

V<br />

→<br />

V<br />

→<br />

⎞<br />

• W ⎟<br />

⎠<br />

=<br />

→ →<br />

⎞<br />

• W ⎟ = 0<br />

⎠<br />

Soient deux forces et faisant chacune respectivement un angle de 25° et 35° avec<br />

la résultante<br />

Solution :<br />

→<br />

R qui a une valeur de 400 N . Déterminer les modules des deux forces.<br />

Utilisons la règle des sinus :<br />

BC AB AC<br />

= =<br />

sin 25°<br />

sin 35°<br />

sinα<br />

α = 180° − (25° + 35°<br />

) = 120°<br />

or nous avons : AB = F 1<br />

, BC = F2<br />

et<br />

AC = R<br />

A<br />

→<br />

F 2<br />

35°<br />

25°<br />

→<br />

F 1<br />

→<br />

R<br />

α<br />

B<br />

35 °<br />

C<br />

D’où :<br />

sin 25°<br />

sin 35°<br />

F2 = R = 195N<br />

et F1 = R = 265N<br />

sin120°<br />

sin120°<br />

Exercice 18 :<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

2 3<br />

3<br />

2<br />

Soit P = 2t<br />

i + 5t<br />

j−<br />

7t<br />

k , Q = −4t i + 10t<br />

j−<br />

2t<br />

k<br />

→<br />

→<br />

→<br />

→<br />

1) Vérifier les relations suivantes :<br />

d<br />

dt<br />

→ →<br />

⎛ ⎞<br />

⎜ P•<br />

Q⎟<br />

=<br />

⎝ ⎠<br />

→<br />

→<br />

• Q<br />

d P<br />

dt<br />

+<br />

→<br />

→<br />

d Q<br />

P•<br />

dt<br />

d<br />

dt<br />

→ →<br />

⎛ ⎞<br />

⎜ P∧<br />

Q⎟<br />

=<br />

⎝ ⎠<br />

→<br />

d P<br />

→<br />

∧ Q<br />

dt<br />

+<br />

→<br />

→<br />

d Q<br />

P∧<br />

dt<br />

44

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