MECANIQUE RATIONNELLE
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI → 0 V ( G) = −−→ 0 d OG dt = • ⎧ −−→ ⎪ β 2 → d OG −−→ • 0 + Ω 2 ∧ OG= ⎨α sin β ∧ dt • ⎪ ⎪α cos β R2 R ⎩ 2 ⎧a ⎪ ⎨0= ⎪ ⎩0 R 2 ⎧ 0 ⎪ • ⎨ aα cos β • ⎪ ⎩− aα sin β → σ ( S 0 2 / R ⎡A ) = ⎢ ⎢ 0 R ⎢⎣ 0 0 2 0 B 0 0 ⎤ 0 ⎥ ⎥ . C⎥⎦ • ⎧ ⎪ β • ⎨α sin β + • ⎪ ⎪α cos β R ⎩ 2 ⎧a ⎪ M ⎨0 ⎪ R ⎩0 2 ⎧ 0 ⎪ • ∧ ⎨ aα cos β • ⎪ R ⎩− aα sin β 2 → • → • → • → • → • → 2 2 0 ( S 2 / R0 ) = A β x2 + Bα sin β y2 + Cα cos β z2 + Ma α sin β y2 + Ma α cos β z2 σ → • → • → • → 2 2 0 ( S 2 / R0 ) = A β x2 + ( B + Ma ) α sin β y2 + ( C + Ma ) α cos β z2 σ 0 3. Moment dynamique de l’hélice par rapport à l’axe ( O, z0 ) : z0 • ( S 2 ) R dans → → → δ Le moment dynamique est déduit à partir du moment cinétique par : 2 R2 → 0 0 0 d σ ( S 2 / R0 ) δ ( S 2 / R0 ) = ⇔ dt → → z → 0 δ ( S 0 • 2 / R ) = z 0 → d 0 • 0 → 0 σ ( S dt 2 / R ) 0 → 0 d z0 • → 0 σ ( S dt 2 / R ) 0 = d 0 ⎛ ⎜ z ⎝ → → 0 0 • σ ( S 2 dt ⎞ / R0 ) ⎟ → ⎠ 0 − σ ( S 2 → 0 d z / R0 ). dt 0 = d 0 ⎛ ⎜ z ⎝ → → 0 0 • σ ( S2 dt / R 0 ⎞ ) ⎟ ⎠ car : → 0 d z dt 0 → = 0 ce qui donne : → → 0 z0 • δ ( S 2 / R 0 ) = d 0 ⎛ ⎜ z ⎝ → → 0 0 • σ ( S 2 dt / R 0 ⎞ ) ⎟ ⎠ d 0 ⎛ ⎜ z ⎝ → → 0 ⎞ 0 • σ ( S 2 / R0 ) ⎟ 0 ⎠ d → ⎛ = ⎜ z0 • dt dt ⎝ • → ⎛ ⎜ A β x2 + ⎝ • → • 2 2 ( B + Ma ) α sin β y2 + ( C + Ma ) • → → 2 2 ( B + Ma ) α sin β ( z • y ) + ( C + Ma ) → α cos β z → 0 d • → → • 0 ⎛ δ ( S 2 / R0 ) = ⎜ A β ( z0 • x2 ) + 0 2 α cos β z dt ⎝ → → → z0 • ( 0 • z2 2 ⎞⎞ ⎟⎟ ⎠⎠ ) ⎟ ⎠ ⎞ 322
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI → → ( 0 2 = or nous avons : z • x ) 0 ; → → π → → z 0 • y ) = cos( − β ) = sin β ; ( z 0 • z 2 ) = cos β 2 ( 2 • 2 2 2 ( B + Ma ) α sin β + ( C + Ma ) → → 0 d • 0 ⎛ 2 ⎞ z0 • δ ( S2 / R0 ) = ⎜ α cos β ) ⎟ dt ⎝ ⎠ 2 2 ( Bsin β + C ) → → 0 d • 0 ⎛ z0 • δ ( S 2 / R0 ) = ⎜α cos β + Ma dt ⎝ 2 ⎟ ⎠ ⎞ 4. Moment cinétique du balourd par rapport à et exprimé dans R ; R0 2 Le balourd est une masse ponctuelle, son moment cinétique est donné par : ⎧a → −→ → −→ −→ −→ → → 0 0 ⎪ σ ( P / R0 ) = OP∧ mV ( P) , avec : OP = OG+ GP = a x2 + b z2 = ⎨0 ⎪ R ⎩b 2 → 0 V ( P) = −→ 0 d OP dt = • ⎧ −→ ⎪ β 2 → d OP −→ • 0 + Ω 2 ∧ OP= ⎨α sin β ∧ dt • ⎪ ⎪α cos β R2 R ⎩ 2 ⎧a ⎪ ⎨0 ⎪ ⎩b = R • ⎧ ⎪ bα sin β • • ⎨ aα cos β − b β • ⎪ ⎪aα sin β ⎩ 2 ⎧a → 0 ⎪ σ ( P / R0 ) = ⎨0 ⎪ R ⎩b 2 ∧ • ⎧ ⎪ bα sin β • m ⎨ aα cos β − b β • ⎪ ⎪aα sin β R ⎩ 2 • = m • • ⎧ ⎛ ⎞ ⎪− b⎜aα cos β − b β ⎟ ⎪ ⎝ ⎠ • • 2 2 ⎨ b α sin β − a α sin β ⎪ • • ⎛ ⎞ ⎪ a⎜aα cos β − b β ⎟ ⎪ ⎝ ⎠ R ⎩ 2 → 0 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ σ ( P / R0 ) z ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ → 0 • • → • • → • • → 2 2 = mb⎜b β − aα cos β ⎟ x2 + m⎜b α sin β − a α sin β ⎟ y2 + ma⎜aα cos β − b β ⎟ 2 2 2 ( b − a ) ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ σ ( P / R0 ) z ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ • • → • → • • → = mb⎜b β − aα cos β ⎟ x2 + mα sin β y2 + ma⎜aα cos β − b β ⎟ 2 5. Energie cinétique totale du système par rapport au repère R 0 . E L’énergie cinétique du système est égale à la somme des énergies cinétiques de chaque solide par rapport au même repère. ( ∑ / R0 ) = EC ( S1 / R0 ) + EC ( S2 / R0 ) EC ( S3 / R0 ) C + 323
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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 />
0 2<br />
=<br />
or nous avons : z • x ) 0 ;<br />
→ →<br />
π<br />
→ →<br />
z<br />
0<br />
• y ) = cos( − β ) = sin β ; ( z<br />
0<br />
• z<br />
2 ) = cos β<br />
2<br />
(<br />
2<br />
•<br />
2 2<br />
2<br />
( B + Ma ) α sin β + ( C + Ma )<br />
→ →<br />
0<br />
d<br />
•<br />
0<br />
⎛<br />
2 ⎞<br />
z0 • δ ( S2<br />
/ R0<br />
) = ⎜<br />
α cos β ) ⎟<br />
dt ⎝<br />
⎠<br />
2<br />
2<br />
( Bsin<br />
β + C )<br />
→ →<br />
0<br />
d<br />
•<br />
0<br />
⎛<br />
z0 • δ ( S<br />
2<br />
/ R0<br />
) = ⎜α<br />
cos β + Ma<br />
dt ⎝<br />
2<br />
⎟ ⎠<br />
⎞<br />
4. Moment cinétique du balourd par rapport à et exprimé dans R ;<br />
R0<br />
2<br />
Le balourd est une masse ponctuelle, son moment cinétique est donné par :<br />
⎧a<br />
→<br />
−→ →<br />
−→ −→ −→ → →<br />
0<br />
0<br />
⎪<br />
σ ( P / R0<br />
) = OP∧<br />
mV ( P)<br />
, avec : OP = OG+<br />
GP = a x2<br />
+ b z2<br />
= ⎨0<br />
⎪<br />
R ⎩b<br />
2<br />
→<br />
0<br />
V<br />
( P)<br />
=<br />
−→<br />
0<br />
d OP<br />
dt<br />
=<br />
•<br />
⎧<br />
−→<br />
⎪<br />
β<br />
2<br />
→<br />
d OP<br />
−→ •<br />
0<br />
+ Ω<br />
2<br />
∧ OP=<br />
⎨α<br />
sin β ∧<br />
dt<br />
•<br />
⎪<br />
⎪α<br />
cos β R2<br />
R ⎩<br />
2<br />
⎧a<br />
⎪<br />
⎨0<br />
⎪<br />
⎩b<br />
=<br />
R<br />
•<br />
⎧<br />
⎪<br />
bα<br />
sin β<br />
•<br />
•<br />
⎨ aα<br />
cos β − b β<br />
•<br />
⎪<br />
⎪aα<br />
sin β<br />
⎩<br />
2<br />
⎧a<br />
→<br />
0 ⎪<br />
σ ( P / R0<br />
) = ⎨0<br />
⎪<br />
R ⎩b<br />
2<br />
∧<br />
•<br />
⎧<br />
⎪<br />
bα<br />
sin β<br />
•<br />
m ⎨ aα<br />
cos β − b β<br />
•<br />
⎪<br />
⎪aα<br />
sin β<br />
R ⎩<br />
2<br />
•<br />
= m<br />
•<br />
•<br />
⎧ ⎛<br />
⎞<br />
⎪−<br />
b⎜aα<br />
cos β − b β ⎟<br />
⎪<br />
⎝<br />
⎠<br />
•<br />
•<br />
2<br />
2<br />
⎨ b α sin β − a α sin β<br />
⎪ •<br />
•<br />
⎛<br />
⎞<br />
⎪ a⎜aα<br />
cos β − b β ⎟<br />
⎪ ⎝<br />
⎠<br />
R ⎩<br />
2<br />
→<br />
0<br />
⎛<br />
⎞ ⎛<br />
⎞ ⎛<br />
⎞<br />
σ ( P / R0<br />
)<br />
z<br />
⎝<br />
⎠ ⎝<br />
⎠ ⎝<br />
⎠<br />
→<br />
0<br />
• •<br />
→<br />
•<br />
•<br />
→<br />
•<br />
• →<br />
2<br />
2<br />
= mb⎜b<br />
β − aα<br />
cos β ⎟ x2<br />
+ m⎜b<br />
α sin β − a α sin β ⎟ y2<br />
+ ma⎜aα<br />
cos β − b β ⎟ 2<br />
2 2<br />
( b − a )<br />
⎛<br />
⎞<br />
⎛<br />
⎞<br />
σ ( P / R0<br />
)<br />
z<br />
⎝<br />
⎠<br />
⎝<br />
⎠<br />
• •<br />
→ •<br />
→<br />
•<br />
• →<br />
= mb⎜b<br />
β − aα<br />
cos β ⎟ x2<br />
+ mα<br />
sin β y2<br />
+ ma⎜aα<br />
cos β − b β ⎟ 2<br />
5. Energie cinétique totale du système par rapport au repère R 0<br />
.<br />
E<br />
L’énergie cinétique du système est égale à la somme des énergies cinétiques de chaque<br />
solide par rapport au même repère.<br />
( ∑ / R0 ) = EC<br />
( S1<br />
/ R0<br />
) + EC<br />
( S2<br />
/ R0<br />
) EC<br />
( S3<br />
/ R0<br />
)<br />
C<br />
+<br />
323