On utilisera les coordonnées sphériques dès que la distance au centre joue un rôle important dans l'exercice On appelle r la distance OM Soit r u G le vecteur
Previous PDF | Next PDF |
[PDF] DÉRIVATION VECTORIELLE COORDONNÉES CYLINDRIQUES ET
On utilisera les coordonnées sphériques dès que la distance au centre joue un rôle important dans l'exercice On appelle r la distance OM Soit r u G le vecteur
[PDF] FORMULE FONDAMENTALE DE LA DÉRIVATION VECTORIELLE
Formule fondamentale de la dérivation vectorielle (33-205) (voir paragraphe sur les coordonnées cylindriques pour l'origine du nom) Calculer la masse d' une sphère homogène de rayon R Les coordonnées sphériques sont adaptées à
[PDF] Coordonnées cylindriques et sphériques
Dans le système de coordonnées cylindriques, un point P de l'espace Les coordonnées sphériques (ρ, θ, Φ) d'un point P de l'espace sont : L'autre méthode, déjà indiquée, consiste à faire le produit vectoriel : vecteur dérivé de u
[PDF] Syst`emes de coordonnées
1 1 1 Repérage d'un vecteur en coordonnées cylindriques En coordonnées sphériques, un point M(r) est considéré comme un point d'une sph`ere centrée
[PDF] Chapitre 1 Cinématique du point matériel
21 nov 2003 · OM ; il faut pour cela définir une base vectorielle notée (¡e1 ; ¡e2 ;¡e3 ) 1 2 2 2 Les coordonnées cylindriques (ou cylindro-polaires) Remarque 1 8 Attention le rayon r des coordonnées sphériques est différent du r des coordonnées donc considérés comme constants lors du calcul de la dérivée
[PDF] Université Pierre et Marie Curie Licence de - webusersimj-prgfr
1 Éléments de calcul vectoriel 5 La dérivée de la fonction fy0 (x) en x = x0 s' appelle la dérivée partielle de f par rapport `a x en (x, y)=(x0,y0) Les grandeurs (ρ, ϕ, z) s'appelle les coordonnées cylindriques de M a) lorsque θ et ϕ sont fixé, le point M de coordonnées sphériques (r, θ, ϕ) se déplace le long d'une demi-
[PDF] Vecteur vitesse angulaire de rotation - GIPSA-Lab
−les coordonnées cartésiennes (cas général), −les coordonnées cylindriques ( adaptées à la rotation autour d'un axe), −les coordonnées sphériques
[PDF] fonctions vectorielles
fonctions vectorielles dérivation des vecteurs dérivation Soit a(t) = x(t) ı + y(t) + z(t )k a = (x, y, z) dérivée coordonnées cylindriques en fonction de x, y et z Déterminer les coordonnées sphériques du point de coordonnées cartésiennes
[PDF] Outils mathématiques pour les sciences de la terre Dérivées
La dérivée en x0 d'une fonction f(x) quelconque peut être estimée (a) Déterminer, à l'aide du schéma, les relations de passage des coordonnées sphériques aux coordonnées 1- Rappelez l'expression du produit vectoriel de deux vecteurs u et v 1- Exprimez le vecteur vitesse d'un point en coordonnées cylindriques
[PDF] Mécanique du point - Dunod
e) Liens entre les systèmes de coordonnées polaires et cartésien- nes 9 e) Expression en coordonnées cylindriques 20 dérivée du vecteur position
[PDF] Formulaire de dérivation matricielle - DI ENS
[PDF] Première STMG - Fonction dérivée d'une fonction polynôme de
[PDF] Polynômes et fractions rationnelles
[PDF] Formulaire de dérivation matricielle - DI ENS
[PDF] Fonctions de plusieurs variables - M212
[PDF] Dérivées et différentielles des fonctions de plusieurs variables
[PDF] Math206 – Equations aux Dérivées Partielles Feuille d'Exercices 1
[PDF] Dérivées et différentielles des fonctions de plusieurs variables
[PDF] Dérivées partielles - Exo7
[PDF] Dérivées partielles - Exo7
[PDF] Fonctions de plusieurs variables - M212
[PDF] Fonctions de plusieurs variables - M212
[PDF] Dérivées et différentielles des fonctions de plusieurs variables
[PDF] Résolution d'équations aux dérivées partielles non linéaires et
![[PDF] DÉRIVATION VECTORIELLE COORDONNÉES CYLINDRIQUES ET [PDF] DÉRIVATION VECTORIELLE COORDONNÉES CYLINDRIQUES ET](https://pdfprof.com/Listes/38/16945-3833-103vectoriellecoords.pdf.pdf.jpg)
DÉRIVATION VECTORIELLE
COORDONNÉES CYLINDRIQUES ET SPHÉRIQUES
I. DÉRIVATION VECTORIELLE
I.1Définition
Soit 123,,eee une base orthonormée directe. Soit 123
,,,Oe e e un référentiel. On considère un vecteur quelconque qui dépend du temps t. On projette ce vecteur dans la base 123
,,eee :
112 233
At x te x te x te
GGGPar définition, la dérivée de
At par rapport au temps t et relativement au référentiel est : 11 22 33 d dA xexexetRappels : les vecteurs
123,,eee sont fixes dans le référentiel .
I.2 Propriétés
ddd dddAB AB ttt G dd ddA A tt si est un réel constant.I.3 Dérivée d'un produit scalaire
ddd ddduv vuuvtttI.4 Dérivée d'un produit vectoriel
d^dd^^dd duv uvvutt t Attention : l'ordre des vecteurs est impératif.I.5 Conclusion
La dérivée d'un vecteur
At par rapport au temps dépend du référentiel.On verra plus tard la relation entre d
dA t et d dA t S'il n'y a aucune ambiguïté dans l'exercice, on peut oublier la notation et écrire d dA tEn mécanique, tous les vecteurs peuvent varier a priori. On utilisera les mêmes règles de dérivation qu'avec des fonctions. Dans les chapitres qui suivront, on travaillera dans un seul référentiel par contre, on projettera le résultat (par
exemple le vecteur vitesse) dans telle ou telle base de projection (base des coordonnées cartésiennes, cylindriques et
sphériques). ddd dddtu tv uvuvttt GGGG Si 123,,,Oe e e et
112233
At x te x te x te
, on retrouve facilement11 22 33
d dA xexexet puisque 123,,eee est fixe dans . Dérivation vectorielle - Bases de projection (33-103) Page 2 sur 5 JN Beury m H
II. COORDONNÉES CARTÉSIENNES
On considère un point M et le référentiel xyzOu u u
. Toutes les vitesses et déplacements sont calculés dans le référentiel Le point M est repéré par les coordonnées cartésiennes ,,xyz. ,,xyz xyzOM xu yu zu
dd ddd dd d d d xyz x y zOM l x y zvxuyuzuuuutt t t t
Le déplacement élémentaire vaut : d'ddd
xyz lMM xu yu zu G GGG Il sert pour calculer les surfaces et volumes élémentaires.On en déduit :
ddddxyz. x = cte : ddd x Syz y = cte : ddd y Sxz z = cte : ddd z SxyIII. COORDONNÉES CYLINDRIQUES OU SEMI-POLAIRES
III.1 Définition
On considère un point M et le référentiel xyzOu u u
. Toutes les vitesses et déplacements sont calculés dans le référentiel . Le point M est repéré par les coordonnées cylindriques ,,rz.On utilisera les coordonnées cylindriques dès que la distance à l'axe Oz joue un rôle important dans l'exercice.
On définit le point H projeté orthogonal de M sur l'axe Oz et le point m projeté orthogonal de M dans le plan Oxy.On définit le
vecteur radial r u dirigé de O vers m.On définit le
vecteur orthoradial u tel que la base ,, rz uuu soit orthonormée directe.On a alors
rzOM Om mM ru zu
Pour recouvrir l'espace une seule, on astreint ces coordonnées à rester dans les intervalles :0,02,rz
En physique, on a toujours r 0.
Dérivation vectorielle - Bases de projection (33-103) Page 3 sur 5 JN Beury On peut passer facilement des coordonnées cylindriques aux coordonnées cartésiennes : cos sinxr yr zz Si z = 0, le mouvement est plan. On dit que l'on a des coordonnées polaires.On retient par coeur :
Le point M est repéré par les coordonnées cylindriques ,,rz. On a : rzOM ru zu
GGRemarque : ne pas rajouter une coordonnée suivant le vecteur orthoradial !!! On retrouve cette formule avec le schéma et la
relation de Chasles.III.2 Base des coordonnées cylindriques
À chaque instant t, on a donc une base orthonormée directe ,, rz uuu . On verra que cette base de projection sera très pratique à utiliser dans les exercices où la distance à un axe joue un rôle important. Soit A un vecteur quelconque. Ce vecteur quelconque peut être projeté dans : la base des coordonnées cartésiennes. A a pour coordonnées xyzAAA. On a alors :
xx yy zzAAu Au Au
la base des coordonnées cylindriques. A a pour coordonnées ,, rz AAA . A r est appelée coordonnée radiale, A est appelé coordonnée orthoradiale. On a alors : rr zzAAu Au Au
III.3 Dérivation des vecteurs unitaires
Comment dériver
r u et upar rapport au temps dans le référentiel ? La méthode est de projeter dans ce référentiel et
de calculer la dérivée des différentes composantes.On a donc :
cos sin sin cos rxy xy uuu uuu TT ddsin cosdd rr xy uuuuutt ddcos sindd xyr uuuuuttTTTT T
d d r uut d d r uut TIl faut connaître par coeur le résultat et surtout la méthode consistant à projeter dans une base de projection fixe
dans le référentiel . III.4 Vitesse du point M et déplacement élémentaire dddd ddd ddd d d d d r rz r z r z uOM l r zvM v ruzu rur zu ur u uttt t t t t GGG GGG GGGG
Comme dd d d dd d d rz lr zur u utt t t , on a : dd d d rz lruruzuInterprétation graphique :
Si et z sont fixés. On fait varier r de dr. Le point M se déplace parallèlement à r u de dr. On retrouve donc : dd r lru Si r et z sont fixés. On fait varier de d. Le point M se déplace parallèlement à u sur le cercle de centre H et de rayon r. Comme la variation d'angle vaut d, le déplacement est donc dr, d'où ddlru Si r et sont fixés. On fait varier z de dz. Le point M se déplace parallèlement à z u de dz. On retrouve donc : dd z lzu Dérivation vectorielle - Bases de projection (33-103) Page 4 sur 5 JN Beury mLa vitesse du point M vaut :
ddd ddd rz rzvuru utttLe déplacement élémentaire vaut : d'ddd
rz lMM ruru zu G GGG Il sert pour calculer les surfaces et volumes élémentaires. Ces résultats sont à connaître par coeur et peuvent s'en déduire graphiquement. r u est dans le sens des r croissants. De même pour u et z u dans le sens des et z croissants.On en déduit :
ddddrr z. r = cte : ddd r Sr z = cte : dddSrz z = cte : ddd z SrrOn a souvent besoin du volume élémentaire compris entre les cylindres de rayon r et de rayon r + dr.
2222 22 2
d2dd1 12drrrrHrHr HrHr HrH rrHrrLe volume élémentaire compris entre les cylindres de rayon r et de rayon r + dr est la surface du cylindre de
rayon r et de hauteur H multipliée par dr : d2drrHIV. COORDONNÉES SPHÉRIQUES
IV.1 Définition
On considère un point M et le référentiel xyzOu u u
. Toutes les vitesses et déplacements sont calculés dans le référentiel . Le point M est repéré par les coordonnées cylindriques ,,r.On utilisera les coordonnées sphériques dès que la distance au centre joue un rôle important dans l'exercice.