[PDF] 14 TD Corrigé - Torseur cinétique et torseur dynamique





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:

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18/01/2014 Page 1 sur 7

Centrifugeuse humaine

Figures de changements de base :

1zF 1xF

10zzF& 0yF

2yF 3xF 3zF 2xF 2zF

2yF=3yF

0xF 1yF

21xxF& 1yF

2zF

Q.1. Les plans

11O,x ,y

et

11O,y ,z

1 1 1O,x ,y ,z

est repère principal dĺ 1 1 G1

11 1 1 1

A 0 0

I (1) 0 B 0

0 0 C(G ,x ,y ,z )

Q.2. 1/0 + mais G1 +

1 (centre de gravité), donc on utilise la méthode générale :

1 111

C 1/ 0 1 G ,1/ 0

1/ 0

G ,1/ 0 G 1 1/ 0G

R m .V

I (S ).

C avec :

1C 1/0 1 G ,1/0 1 O,1/0R m .V m .(V

11 1

G ,1/ 0 G 1 1/ 0 1 1 1 1

11 1 1 1

A 0 0

I (S ). 0 B 0 . .z C . .z

0 0 C(G ,x ,y ,z )

On déplace le moment cinétique en O :

1O, 1/ 0 G , 1/ 0 1 C1/ 0

O, 1/ 0 1 1 1 1 1

2O,1/ 0 1 1 1 1

OG R

C . .z a.y ( m .a. .x )

C . .z m .a . .z

V \ \ V \ \ 11

1/ 021 1 1O

m .a. .x (C m .a ) .z C

Q.3. Les plans

22I,x ,y

et

22I,y ,z

sont des plans de symétrie pour le ĺ

2 2 2I,x ,y ,z

est 2 I2

22 2 2

A 0 0

I (2) 0 B 0

0 0 C(I,x ,y ,z )

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18/01/2014 Page 2 sur 7

Q.4. 2/0 : Mouvement quelconque (centre de gravité) :

C 2/ 0 2 I,2/ 0

2/ 0

I, 2/ 0 I 2 2/ 0I

R m .V

I (S ).

C avec :

C 2/0 2 I,2/0 2 1R m .V m .R. .x

(par analogie à la question 2) I,2/0 I 2 2/0 2/0 2/1 1/0 2 1 2 2 2I (S ). avec .x .z .x .sin .y .cos .z 2

I, 2/ 0 I 2 2/ 0 2 2 2 2

22 2 2

A 0 0

I (S ). 0 B 0 .( .x .sin .y .cos .z )

0 0 C(I,x ,y ,z )

I,2/0 2 2 2 2 2 2A . .x B . .sin .y C . .cos .z `212/ 02 2 2 2 2 2I m .R. .x

A . .x B . .sin .y C . .cos .z

T \ T \ T

C Q.5. 3/0 : Mouvement quelconque (centre de gravité) :

C 3/ 0 3 I,3/ 0

3/ 0

I, 3/ 0 I 3 3/ 0I

R m .V

I (S ).

C avec :

C 3/0 3 I,3/0 3 1R m .V m .R. .x

3

I, 3/ 0 I 3 3/ 0 3 2 2 2

32 2 2

A 0 0

I (S ). 0 B 0 .( .x ( .sin ).y .cos .z )

0 0 C(I,x ,y ,z )

I,3/0 3 2 3 2 3 2A . .x B .( .sin ).y C . .cos .z `313/ 03 2 3 2 3 2I m .R. .x

A . .x B .( .sin ).y C . .cos .z

T \ T M \ T

C

Q.6. Au point I on a :

`^`^`E1/ 0 2/ 0 3/ 0C C C avec : `313/ 03 2 3 2 3 2I m .R. .x

A . .x B .( .sin ).y C . .cos .z

T \ T M \ T

C et `212/ 02 2 2 2 2 2I m .R. .x

A . .x B . .sin .y C . .cos .z

T \ T \ T

C Donc

2 3 1E1/ 02 3 2 2 3 3 2 2 3 2I

(m m ).R. .x (A A ). .x (B B ). .sin B . .y (C C ). .cos .z

T \ T M \ T

C

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18/01/2014 Page 3 sur 7

Q.7. 1/0 + mais G1

on calcule

1G ,1/ 0

puis

O,1/ 0

puis

O,1/ 0

1d 1/ 0 1 G ,1/ 0

1/ 0

O,1/ 0O

R m . G D

C 1/0 1 1R m .a. .x

(voir question 2) Donc

2d 1/ 0 C 1/ 0 1 1 1 1

0 dR R m .a. .x m .a. .ydt Car

1 1/ 0 1 1 1 1

0

2O,1/ 0 1 1 1(C m .a ) .z

(voir question 2)

O point fixe de 0 :

2O,1/ 0 O,1/ 0 1 1 1

0 d(C m .a ) .zdt Donc

21 1 1 11/ 021 1 1O

m .a. .x m .a. .y (C m .a ) .z D Q.8. On décompose en sous système élémentaires : ``^`^`2E /0 1/0 2/0 3/0 D D D D

2O, E /0 O,1/0 O, 2/0 O, 3/0

Calculé question 7

I, 2/ 0

calculé question 4

I, 2/ 0 I,2/ 0

0 d dt car I centre de gravité

I, 3/ 0

calculé question 5

I, 3/ 0 I,3/ 0

0 d dt car I centre de gravité

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18/01/2014 Page 4 sur 7

9LUMJH j SOMP G·XQ MYLRQ j OpOLŃH

Figures de changement de bases :

1zF 1xF

10zzF& 0yF

2yF 0xF 1yF

21xxF& 1yF

2zF Q.1.

2/0 1 2 2 2 2.z .x .sin .y .cos .z .x

22
2

G , 2/ 0 G 2/ 0 2 2 2 2

22 2 2

A 0 0

I (2). 0 B 0 .( .x .sin .y .cos .z )

0 0 C(x ,y ,z )

2G ,2/0 2 2 2 2 2 2A . .x B . .sin .y C . .cos .z

Q.2.

22G ,2/ 0 G ,2/ 0

0 d dt car G2 centre de gravité.

2G , 2/ 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

00

2 2 2 2

0 ddA . .x A . . x B . .sin .y B . . .cos .y B . .sin . y C . .cos .zdt dt dC . . .sin .z C . .cos . zdt

T I I T I

Avec :

21
0 dx .ydt

2 1 2 2 2 2

0

2 1 2 2 2 2

0

2G , 2/ 0 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2

2 2 2 2 2 2 2

A . .x A . . .y B . .sin .y B . . .cos .y B . .sin .( .cos .x.z ) C . .cos .z C . . .sin .z C . .cos .( .sin .x .y )

T I T I I T I T I I

Q.3. On a

0 0 et B2 = C2

2G , 2/ 0 2 1 2 2 2 2 2 2 2

2 2 2 A . . .y B . . .cos .y B . .sin .( .cos .x .z ) B . . .sin .z

B . .cos .( .sin .x .y )

T I T I I

2G ,2/0 2 1 2 1A . . .y A . . .y

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Éolienne

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Manège

O étant un point fixe, il suffit de dériver les 2 éléments de réduction du torseur cinétique pour obtenir le torseur dynamique.

12

E/ 0220

O m.L. .y m.R( ).y

3m.L . m.L.R.cos .(2. ) .m.R .( ) .z2

D E D E D E

C

Dispositif bielle-manivelle

Quelques éléments de réponse (penser à utiliser la fermeture géométrique Įȕ :

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