fait cette exo stp a partir des ddocument pour le ...
創建於:2025年4月30日
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pythonfrom PIL import Image import matplotlib.pyplot as plt img = Image.open('/mnt/data/image.png') plt.imshow(img) plt.axis('off') (-0.5, 629.5, 839.5, -0.5)
pythonplt.figure(figsize=(6,6)) plt.imshow(img.crop((0,200,733,900))) plt.axis('off') (-0.5, 732.5, 699.5, -0.5)
pythonplt.figure(figsize=(6,6)) plt.imshow(img.crop((0,450,733,900))) plt.axis('off') (-0.5, 732.5, 449.5, -0.5)
pythonplt.figure(figsize=(4,4)) plt.imshow(img.crop((200,250,600,650))) plt.axis('off') (-0.5, 399.5, 399.5, -0.5)
pythonplt.figure(figsize=(4,4)) plt.imshow(img.crop((300,260,550,460))) plt.axis('off') (-0.5, 249.5, 199.5, -0.5)
pythonplt.figure(figsize=(4,4)) plt.imshow(img.crop((150,260,350,460))) plt.axis('off') (-0.5, 199.5, 199.5, -0.5)
(Contrôle continu 2 – Mécanique générale : Dynamique, ESILV)
Catégorie | Inconnues | Commentaires |
---|---|---|
Cinématiques | : abscisse de I (point de contact)<br> : angle de rotation du disque ; lorsque // | Roulement sans glissement ⇒ liaison cinématique (donc une seule variable indépendante, p. ex. ). |
Sthéniques | : effort tangent du sol sur S (à I, vers )<br> : effort normal du sol sur S (à I, vers ) | Les seules forces extérieures avec le poids . |
Le solide est constitué
On attache au disque la base obtenue par rotation d’angle autour de :
Ainsi
Avec on obtient les coordonnées de :
Le centre de gravité d’un système de deux masses égales se situe au milieu de et :
Le TRD stipule que la résultante des forces extérieures est égale à la résultante dynamique :
Composante horizontale ()
Composante verticale ()
On retrouve rigoureusement les deux équations demandées :
Pour un disque de rayon : .
En la substituant, l’équation de peut se réécrire uniquement en fonction de ;
le problème cinématique est alors réduit à la seule variable .
Bon courage pour la suite des calculs !
(rappel pour conserver la cohérence de la suite)
Dans ton cours (diapo « Champ des vitesses des points d’un solide ») on rappelle la relation de transport des vitesses :
\boxed{ \; \vec V_{R_0}(P)=\vec V_{R_0}(C)+\vec\Omega\!\times\!\vec{CP}\;} \qquad * Choisissons comme point de référence le centre du disque $C$. * Pour un roulement pur, l’axe de rotation est vertical : $\displaystyle\vec\Omega=\dot\theta\,\vec z_0$. * On a $\displaystyle \vec{CG}=\frac12\vec{CP}=-\frac{a}{2}\,\vec y_1$ avec $\displaystyle\vec y_1=-\sin\theta\,\vec x_0+\cos\theta\,\vec y_0$. \[ \begin{aligned} \vec V_{R_0}(G) & =\underbrace{\dot x\,\vec x_0}_{\text{translation de }C} +\dot\theta\,\vec z_0\times\!\Bigl(-\tfrac{a}{2}\vec y_1\Bigr) \\ & =\dot x\,\vec x_0 +\frac{a\dot\theta}{2}\bigl(\cos\theta\,\vec x_0+\sin\theta\,\vec y_0\bigr). \end{aligned}Lien avec la condition de roulement
Le cours traite le « contact ponctuel sans glissement » (slide 36) ; il impose ici .
En écrivant on obtient directementCette relation se substituera ensuite dans toutes les expressions.
Ton poly de cinématique (page « Champ des accélérations ») rappelle que, pour un solide indéformable :
Avec et la même qu’au paragraphe b :
En appliquant la liaison de roulement () la composante horizontale se simplifie :
Le TRD de ton cours (Chapitre 2, page 5) :
Forces extérieures : (tangente), (normale), poids .
Ces deux équations scalaires sont exactement celles demandées dans l’énoncé.
En introduisant et dans la première équation :
La seconde garde sa forme précédente.
On dispose donc d’un système différentiel ne dépendant plus que de et des efforts .
Concept utilisé | Slide(s) du poly de cinématique | Application dans l’exercice |
---|---|---|
Relation de transport des vitesses | p. 27 « Relation d’équiprojectivité » | Calcul de |
Contact sans glissement | p. 36 « vitesse de glissement nulle » | Condition |
Expression de l’accélération d’un point solide | p. 24 « Champ des accélérations » | Calcul de |
Théorème de la résultante dynamique | Chapitre 2, p. 5 | Équations de et |
Si tu veux qu’on approfondisse – par exemple éliminer et pour obtenir directement l’équation différentielle de , ou vérifier numériquement un cas particulier – n’hésite pas !
détaille plus la 3 stp
a) calculer ls composnts ur la bas du repere R0 du vecteur accélartion aux point P (γ0(P))0
b)
en deduire le moment dynamique de P au point C sachant que moment dynamique(C,P) = mCP ^γ0(P)
(on se limite au plan , toutes les grandeurs sont des scalaires fonction du temps)
1. Géométrie instantanée
2. Formule du champ des accélérations d’un solide
où
3. Accélération du centre C
Le disque roule sans glisser ⇒ .
4. Calcul des deux autres termes
Accélération tangentielle :
Accélération centrifuge :
5. Somme et composantes
Le cours définit, pour une masse ponctuelle en P:
Seul le composant suivant subsiste :
Donc
Étape | Outil théorique du cours | Référence |
---|---|---|
Transport de l’accélération | Champ des accélérations d’un solide | slide « Champ des accélérations » |
Définition du moment dynamique | Torseur dynamique & moment en C | Chap. 1 « Torseur dynamique » |
Ces expressions sont directement exploitables dans le TRD et le TMD pour finaliser l’étude dynamique du disque lesté.
c)calculer le moment dynamique du disqu D au point C
d)en deduire le moment dynamique de S aux point C
Pour un solide rigide possédant un point C fixe dans le référentiel galiléen , le théorème du moment dynamique (TMD) donne
Dans ce cas la seconde partie est nulle (produit vectoriel d’un vecteur avec lui-même).
Le TMD est additif
Or nous avons déjà établi pour la masse en (question 3-b) :
En sommant :
Élément | Formule du cours utilisée | Diapo |
---|---|---|
Moment dynamique d’un solide (point C fixe) | Chap. 1, Torseur dynamique | |
Inertie d’un disque homogène | Chap. 1, tableaux d’inertie | |
Additivité des moments dynamiques | Chap. 2, TRD-TMD |
Ces résultats complètent la mise en équations dynamique ; ils serviront ensuite, avec le TMD, à éliminer ou si nécessaire et à obtenir l’équation différentielle finale en .
peux tu corrigé ceci stp et t'assurer que c'st bien
Angelin Schmitzz
Méca controle 2
Il en a 2 car il s’agit d’un plan(N et T)
2 )
a)
CP = –a * y1
x1 = cos(θ) * x0 + sin(θ) * y0
y1 = –sin(θ) * x0 + cos(θ) * y0
CP = –a * y1 = a * sin(θ) * x0 – a * cos(θ) * y0
OC = x * x0 + a * y0
xP = x + a * sin(θ)
yP = a – a * cos(θ)
XG = x + (a / 2) * sin(θ)
YG = a – (a / 2) * cos(θ)
b)
Relation : V(P) = V(C) + Omega ^ CP
Référence : centre C du disque
Omega = thetadot · z0
CG = - (a/2) · y1, avec y1 = - sin(theta) · x0 + cos(theta) · y0
Donc V(G) = ẋ x0 + (a/2 · θ̇)(cos θ x0 + sin θ y0)
c)
Accélération de G
Relation : γ(P) = γ(C) + γ/^ CP + γ^ (γ ^ CP)
Omega = thetaddot · z0, CG comme ci-dessus
Accélération de G s’écrit : ẍ x0 + (a/2 · θ̈)(cos θ x0 - θ̇^2/a sin θ x0?)
γ_x = a · θ.+ (a/2)(θ. cos(θ) - θ^2 sin(θ))
d)
Application du TRD
ΣFext = m*γR0(G)
ΣF_ext = T x_0 + N y_0 − 2 m g y_0
Composante horizontale
T = 2 m [ ẍ + (a/2) ( θ̈ cos θ − θ̇^2 sin θ ) ]
Composante verticale (axe y_0)
N − 2 m g = m a ( θ̈ sin θ + θ̇^2 cos θ )
Les deux équations sont :
T = 2 m [ ẍ + (a/2) ( θ̈ cos θ − θ̇^2 sin θ ) ]
N − 2 m g = m a ( θ̈ sin θ + θ̇^2 cos θ )
a)
CP = –a · y_1 = a·sin θ · x_0 – a·cos θ · y_0
γR_0(P) = γR_0(C) + Ω̇ × CP + Ω × (Ω × CP)
avec Ω = θ̇ · z_0 et Ω̇ = θ̈ · z_0
x = a·θ
γR_0(C) = ẍ · x_0 = a·θ̈ · x_0
Ω ^ CP = θ̈·z_0 ^ (a·sin θ·x_0 – a·cos θ·y_0)
= a·θ̈ · (cos θ·x_0 + sin θ·y_0)
b)
Md = moment dynamique
Md(C,P) = m · (CP × γR_0(P))
CP × γR_0(P)
= [a·sin θ·x_0 – a·cos θ·y_0] × (…)
= a^2·θ̈·(1+cos θ) · z_0
Md(C,P) = m · a^2 · θ̈ · (1+cos θ) · z_0
c)
Md(C,D) = IC(D) · Ω̇ + Ω × ( IC(D) · Ω )
–Ω = θ̇ · z_0 ;
Ω̇ = θ̈ · z_0.
Ω × (IC·Ω) est nulle (produit vectoriel d’un vecteur avec lui-même).
Md(C,D) = ICz(D) · θ̈ · z_0
= ½·m·a^2·θ̈ · z_0
d) :
Md(C,S) = Md(C,D) + Md(C,P)
Md(C,P) = m·a^2·(1+cos θ)·θ̈ · z_0
Md(C,S) = [½·m·a^2·θ̈ + m·a^2·(1+cos θ)·θ̈] · z_0
= m·a^2·θ̈·(3/2 + cos θ) · z_0
Voici une version corrigée et homogénéisée de ton brouillon ; j’ai :
Il y a deux inconnues sthéniques (plan) :
Les inconnues cinématiques (une seule indépendante grâce au roulement) sont et liées par .
Centre de gravité (milieu de -) :
Transport des vitesses :
avec .
Finalement :
Remarque : dans ton brouillon, la composante avait disparu ; je l’ai réintroduite.
Forces extérieures : .
Ces deux équations scalaires sont correctes.
En appliquant la même formule que ci-dessus (en intégralité cette fois) et la liaison :
Section | Ce qui a changé | Pourquoi |
---|---|---|
2-c | ajout de la composante | indispensable pour le TRD vertical |
3 | ré-écriture propre des deux équations, facteurs et conformes | cohérence dimensionnelle |
4-a | terme centrifuge réintégré | oubli dans la version initiale |
5 | signe « –Ω » supprimé (inutile) | clarté |
Le reste de ton raisonnement était bon ; seules ces petites rectifications étaient nécessaires. Ton jeu d’équations est maintenant prêt pour l’exploitation numérique ou symbolique.