MECANIQUE RATIONNELLE
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI Dans le cas du glissement nous avons : −→ M Ip → = λ N et p −→ M Ir → = λ N r λ p et λ r : sont appelés coefficient de résistance au pivotement et au roulement. Ils ont les mêmes dimensions que les longueurs et sont de valeurs très faibles devant les coefficients de frottement statique et dynamique. 7.4. Travail des actions de contact Nous avons montré précédemment que les points de contact ont respectivement des vitesses → V 0 ( I 2 ) → ( 2 → et V 0 ( I 1 ) , donc des déplacements élémentaires : dI S 0 = V I ) dt et 2 → ( 1 0 dI S = V I ) dt 1 Le travail de la résultante → R est donné par : Le travail total sera : dW dW → → → 0 S 2 = R• dI S 2 = R• V ( I 2 ) dt → → → 0 S 1 = − R• dI S1 = − R• V ( I 1 ) → → → → → → → 0 0 ⎛ 0 0 ⎞ → → dWS1 + dWS1 = R• V ( I 2 ) dt − R• V ( I1) dt = R• ⎜V ( I 2 ) dt −V ( I1) dt ⎟ = R• Vg ( I) ⎝ ⎠ → → → → Or nous savons que N ⊥ V (I) et que T // V ( I) alors : g g dt dW → → → → → → → ⎛ ⎞ = R• Vg ( I ) = ⎜ N + T ⎟ • Vg ( I ) = T • Vg ( I ) ⎝ ⎠ Comme → T et → V ( I) g sont de sens contraires, alors le travail des actions de contact est toujours négatif : dW = T → → • Vg ( I) ≤ 0 Le travail peut être nul si : C’est une énergie dissipée souvent sous forme de chaleur → → - il n’y a pas de frottement T = 0 ; → V g - il n’y a pas de glissement ( I) = 0 → 368
UMBB Boumerdès, Faculté des sciences, Département de physique Cours exercices, Mécanique Rationnelle : TCT et LMD-ST sem :3 A.KADI EXERCICES ET SOLUTIONS Exercice 01 : Soit une barre homogène de longueur AB=L, de masse m, de centre G dont l’extrémité A repose sur un sol lisse et l’extrémité B s’appuie contre mur vertical parfaitement lisse. Initialement la barre fait un angle θ 0 avec le mur. Les deux extrémités glissent, sans frottement, respectivement sur le sol et sur le mur. 1. En utilisant les théorèmes de la résultante dynamique et du moment dynamique, établir les trois équations scalaires du mouvement de la barre ; •• 2. En déduire, à partir de ces équations, l’accélération angulaire θ de la barre ; • 2 3g 3. En intégrant l’équation de l’accélération, monter que l’on a : θ = (cosθ 0 − cosθ ) L ; • 2 4. Retrouver l’expression de θ en utilisant le théorème de conservation de l’énergie mécanique totale ; 5. Déterminer en fonction de θ les réactions RA et RB ; 6. En déduire l’angle pour lequel la barre quitte le mur. → y 0 Solution : → y 1 B O θ 0 → R B • G → R A A θ → x 1 → x 0 Mur lisse ⇒ → → B = RB x0 R ;Sol lisse ⇒ → → A = RA y0 R → → → 0 ( 0 0 0 R O, x , y , z ) repère fixe → → → 1( 1 1 1 → → ≡ 1 R A, x , y , z ) lié à la barre tel que : z 0 z et Ω → • → • → 0 1 = θ z0 = θ z1 371
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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 />
Dans le cas du glissement nous avons :<br />
−→<br />
M<br />
Ip<br />
→<br />
= λ N et<br />
p<br />
−→<br />
M<br />
Ir<br />
→<br />
= λ N<br />
r<br />
λ<br />
p<br />
et<br />
λ<br />
r<br />
: sont appelés coefficient de résistance au pivotement et au roulement.<br />
Ils ont les mêmes dimensions que les longueurs et sont de valeurs très faibles devant les<br />
coefficients de frottement statique et dynamique.<br />
7.4. Travail des actions de contact<br />
Nous avons montré précédemment que les points de contact ont respectivement des vitesses<br />
→<br />
V 0 ( I 2<br />
)<br />
→<br />
( 2<br />
→<br />
et V 0 ( I 1<br />
) , donc des déplacements élémentaires : dI S<br />
0<br />
= V I ) dt et<br />
2<br />
→<br />
( 1<br />
0<br />
dI S<br />
= V I ) dt<br />
1<br />
Le travail de la résultante → R est donné par :<br />
Le travail total sera :<br />
dW<br />
dW<br />
→<br />
→ →<br />
0<br />
S 2<br />
= R•<br />
dI<br />
S 2<br />
= R•<br />
V ( I 2<br />
)<br />
dt<br />
→<br />
→ →<br />
0<br />
S 1<br />
= − R•<br />
dI<br />
S1<br />
= − R•<br />
V ( I 1<br />
)<br />
→ →<br />
→ →<br />
→ →<br />
→<br />
0<br />
0 ⎛ 0<br />
0 ⎞<br />
→ →<br />
dWS1 + dWS1<br />
= R•<br />
V ( I<br />
2<br />
) dt − R•<br />
V ( I1)<br />
dt = R•<br />
⎜V<br />
( I<br />
2<br />
) dt −V<br />
( I1)<br />
dt ⎟ = R•<br />
Vg<br />
( I)<br />
⎝<br />
⎠<br />
→ →<br />
→ →<br />
Or nous savons que N ⊥ V (I) et que T // V ( I)<br />
alors :<br />
g<br />
g<br />
dt<br />
dW<br />
→ →<br />
→ → → → →<br />
⎛ ⎞<br />
= R•<br />
Vg<br />
( I ) = ⎜ N + T ⎟ • Vg<br />
( I ) = T • Vg<br />
( I )<br />
⎝ ⎠<br />
Comme<br />
→<br />
T<br />
et<br />
→<br />
V ( I)<br />
g<br />
sont de sens contraires, alors le travail des actions de contact est<br />
toujours négatif :<br />
dW<br />
= T<br />
→ →<br />
• Vg<br />
( I)<br />
≤ 0<br />
Le travail peut être nul si :<br />
C’est une énergie dissipée souvent sous forme de chaleur<br />
→ →<br />
- il n’y a pas de frottement T = 0 ;<br />
→<br />
V g<br />
- il n’y a pas de glissement ( I)<br />
= 0<br />
→<br />
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