u r r Ω=Ω le vecteur rotation du cylindre Page 51 Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans),
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Ce manuel est un cours de base de la mécanique des systèmes de solides indéformables, Mouvement d'un solide autour d'un point ou d'un axe fixes
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Plan du cours □ Géométrie vectorielle □ Les torseurs □ Cinématique du solide □ Cinématique de contact de deux solides □ Cinétique du solide
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est quelconque en en déduit que : [ d dt x 1 ] R1 = 0 (1 10) 12 Notes de cours Mécanique des solides L2 UPMC - 2006 - YB Page 13 1 2 Calcul des vecteurs
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Calcul vectoriel-Torseurs, Cinématique du solide, Géométrie des masses, Cinétique du solide, Dynamique du solide, Liaisons-Forces de liaison, Mouvement d'
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Deust vas zeme année Cours de Mécanique des solides 1 Généralites p: 1 1 2-Cinématique du solide : 2 1 - Champ des vitesses d'un solide indeformable
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On appelle « solide » un corps indéformable : la distance entre deux points quelconques d'un solide reste constante au cours du temps 2 – Champ des vitesses :
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Mécanique du solide
Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 2Mécanique du solide
I) Cinétique des systèmes matériels :
1 - Rappel ; composition des vitesses et des accélérations :
Soit (R) un premier référentiel (appelé " absolu », (Oxyz)) et (R") un référentiel (appelé " relatif »,
(O"x"y"z")) en mouvement par rapport à (R). • (R") est en translation par rapport à (R) :Composition des vitesses :
)'()(')(')(OvMvvMvMv e r r r r r Composition des accélérations : )'()(')(')(OaMaaMaMa e r r r r r Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 3 • (R") est en rotation autour d"un axe fixe de (R) : (O et O" sont confondus)Composition des vitesses :
OMMvvMvMv
RRe?Ω+=+=)/()'(
r r r r rComposition des accélérations :
ceaaMaMar r r r )('2)()(')(MvOMOMdtdMaMa
RRRRRRRR
rrrrrrr?Ω+ Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 4Exemple : un forain sur un manège pour enfants Un manège d'enfants tourne à une vitesse angulaire constante ω > 0 constante. Le propriétaire
parcourt la plate-forme pour ramasser les tickets. Partant du centre à t = 0, il suit un rayon de la
plate-forme avec un mouvement uniforme de vitesse vr.a) Etablir l'équation de la trajectoire de l'homme dans le référentiel terrestre (trajectoire vue par
les parents).b) Déterminer la vitesse de l'homme par rapport à la Terre, à partir des équations de la trajectoire
puis en utilisant la composition des vitesses.c) Déterminer l'accélération de l'homme par rapport à la Terre, à partir des équations de la
trajectoire puis en utilisant la composition des accélérations. Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 52 - Centre d"inertie d"un système, référentiel barycentrique :
Dans le cas de solides ou de systèmes matériels, on est amené à définir une masse volumique, une
masse surfacique ou encore une masse linéique : VSC dMmdSMmdMml Le centre d"inertie d"un système sera défini par : • Distribution discontinue : ii ii ii mOMmOGGMm;0r
• Distribution continue volumique : ;0)( VV mdOMMOGdGMM
r Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 6Le centre d"inertie possède la propriété d"associativité : le centre d"inertie G d"un système (S),
constitué de deux systèmes S1 et S
2 de masse m
1 et m
2 et de centres d"inertie G
1 et G
2, est défini
par :221121
)(OGmOGmOGmm+=+Quel est le centre d"inertie de ce solide ?
Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 7Référentiel barycentrique :
Le mouvement du système est étudié dans le référentiel (R). On appelle référentiel barycentrique (R
b)relatif au référentiel (R), le référentiel de centre G et animé d"un mouvement de translation à la
vitesse )(Gv r par rapport à (R). O xyz G G Gv(G) v(G) v(G)(R)(R b)(R b) (R b) O xyz G G Gv(G) v(G) v(G)(R)(R b)(R b) (R b) La loi de composition des vitesses s"écrit sous la forme : )()()(GvMvMv b r r r Mécanique du solide, transparents de cours, MP, Lycée Montesquieu (Le Mans), Olivier Granier 8