Physique : problème de rotation et translation en même temps

Bonjour,

supposons un satellite sur lequel un propulseur applique une force F sur le côté.

Quel va être le mouvement du satellite durant le premier instant dt, dt étant très petit ?

Est-ce que l'axe de rotation va êtte situé en A, en B, ou entre les deux ?

Je ne comprends pas grand-chose, mais aime bien le petit schéma. 

il y a 2 minutes, Paléocène a dit :

Je ne comprends pas grand-chose, mais aime bien le petit schéma. 

maintenant on peut écrire sur les écrans c'est assez génial

il y a 4 minutes, zebusoif a dit :

maintenant on peut écrire sur les écrans c'est assez génial

Merveilleux.

Puis-je avoir un autre petit schéma coloré ?

C'est une bonne question de mécanique. Je suppose le satellite dans l'espace. Donc à l'exeption de la force engendré par le propulseur aucun autre effort ne s'applique. Par ailleurs, je suppose le satellite de forme circulaire ? 

Je n'ai pas creusé la réponse et il faudrait peut être poser le problème plus sérieusement, mais disons que d'instinct, je dirais qu'on ne peut pas vraiment résoudre ce problème dans le général car cela dépend de la façon dont l'effort se réparti sur le satellite. 

Imaginons que le satellite soit une corde souple (non tendue). Si je met un propulseur à une extrémité de la corde, ça ne fera ni chaud ni froid à l'autre extrémité tant que l'effort ne lui a pas été transmis. A l'inverse si j'ai une barre parfaitement rigide (ce qui n'existe pas mais signifierait qu'aucune perte mécanique n'exsite, aucune souplesse et que l'effort est instantanément transmis d'un bout à l'autre de la barre), alors elle serait translatée. Dans le cas d'un objet en général, je dirais que ça dépend de la manière dont l'effort va se propager et se répartir dans structure elle même, et il faut pour déterminer cela beaucoup plus de données que ce que tu as présenté.  

On peut partir sur une première hypothèse de la barre avec un effort d'un seul côté. Dans ce cas, à t=0, on applique l'effort, et à t= dt seule l'extrémité où l'effort est appliqué commence à se déplacer (déformation) et ce déplacement applique (par rigidité) un effort sur l'atome le plus proche (cisaillement), ainsi de suite. 

il y a 23 minutes, zebusoif a dit :

Bonjour,

supposons un satellite sur lequel un propulseur applique une force F sur le côté.

Quel va être le mouvement du satellite durant le premier instant dt, dt étant très petit ?

Est-ce que l'axe de rotation va êtte situé en A, en B, ou entre les deux ?

En mécanique spatiale, on évite ce genre de poussée unique car si la force n'est pas strictement tangentielle cela donnera un mouvement complexe (rotation + translation) qui est rarement souhaité. N'oublions pas que dans l'espace, hors atmosphère il n'y a pas de frein ! Tout mouvement intempestif doit être pourchassé.

Plus complexe encore : tout engin spatial possède 3 axes de rotation. L'axe longitudinal étant privilégié. L'engin peut accepter une rotation passant par le centre de l'antenne ou de la caméra mais en revanche ne doit plus avoir aucune rotation sur les deux autres axes.

Tous les engins spatiaux sont équipés de 12 mini fusées additionnelles qui sont installées par paires selon les 3 directions de l'espace et dans chaque direction il y a 2 paires pour donner une rotation dans un sens ou dans un autre. Si vous retrouvez une vieille photo d'engin lunaire ( le Lem), vous y verrez les paires de petites tuyères.

il y a 15 minutes, Loopy a dit :

C'est une bonne question de mécanique. Je suppose le satellite dans l'espace. Donc à l'exeption de la force engendré par le propulseur aucun autre effort ne s'applique. Par ailleurs, je suppose le satellite de forme circulaire ? 

Je n'ai pas creusé la réponse et il faudrait peut être poser le problème plus sérieusement, mais disons que d'instinct, je dirais qu'on ne peut pas vraiment résoudre ce problème dans le général car cela dépend de la façon dont l'effort se réparti sur le satellite. 

Imaginons que le satellite soit une corde souple (non tendue). Si je met un propulseur à une extrémité de la corde, ça ne fera ni chaud ni froid à l'autre extrémité tant que l'effort ne lui a pas été transmis. A l'inverse si j'ai une barre parfaitement rigide (ce qui n'existe pas mais signifierait qu'aucune perte mécanique n'exsite, aucune souplesse et que l'effort est instantanément transmis d'un bout à l'autre de la barre), alors elle serait translatée. Dans le cas d'un objet en général, je dirais que ça dépend de la manière dont l'effort va se propager et se répartir dans structure elle même, et il faut pour déterminer cela beaucoup plus de données que ce que tu as présenté.  

C'est un satellite cylindrique, rigide, aucune autre force ne s'applique sur le satellite.

Je serais tenté de traiter mouvement translationel et mouvement rotationel indépendament, comme ça :

• F = M.a
• Tau = I'.alpha 

Mai sje pense que je brise la loi de la conservaton de la quantité de mouvement si je fais ça.

il y a 8 minutes, Répy a dit :

En mécanique spatiale, on évite ce genre de poussée unique car si la force n'est pas strictement tangentielle cela donnera un mouvement complexe (rotation + translation) qui est rarement souhaité. N'oublions pas que dans l'espace, hors atmosphère il n'y a pas de frein ! Tout mouvement intempestif doit être pourchassé.

Tous les engins spatiaux sont équipés de 12 mini fusées additionnelles qui sont installées par paires selon les 3 directions de l'espace et dans chaque direction il y a 2 paires pour donner une rotation dans un sens ou dans un autre. Si vous retrouvez une vieille photo d'engin lunaire ( le Lem), vous y verrez les paires de petites tuyères.

Salut Répy, merci pour ta réponse, je suis bien conscient que ce n'est pas idéal, mais mon but n'est pas de fariquer un satellite lol.

Le satellite est là pour dire qu'aucune autre force ne s'applique sur l'objet (on peut même parler d'un objet loin de tout autre objet massif).

Il n'y a qu'une mini-fusée sur le côté, et j'aimerai savoir quel est le mouvement de l'objet rigide dans le premier instant dt, dt étant très petit.

Le pseudo-problème paraît simpliste, p'tet j'ai raté quelque chose, mais bon . J'esplik . Le principe d'inertie, y répond aisément .

La force extérieur pousse dans le sens contraire de l'aiguille d'une montre, l'objet semblable à la roue, léchant le point A, le point de contact, dans le sens mobile, par le centre immobile B, point fixe, et force centrifuge référencielle . C'est l'utilisation du concept satellite, forme sphérique, plutôt comparable à un cylindre, car ce n'est pas ce que je perçois, puisqu'il nécessitait une représentation sphérique, réalisable, et non plane, qui induit en erreur, ceci dit, cela en revient au même ...

à l’instant, zebusoif a dit :

C'est un satellite cylindrique, rigide, aucune autre force ne s'applique sur le satellite.

Je serais tenté de traiter mouvement translationel et mouvement rotationel indépendament, comme ça :

• F = M.a
• Tau = I.alpha avec Tau = R.F

Mai sje pense que je brise la loi de la conservaton de la quantité de mouvement si je fais ça.

Oui parce qu'à mon sens ces lois sont écrite pour des solides ramenés à le centre de gravité. Elles ne décrivent pas du tout comment l'effort est réellement réparti dans la structure du solide. En déportant l'effort total par rapport au centre de gravité, pour moi, tu entre dans un problème de mécanique du solide et tu dois tenir compte de la façon dont l'effort se propage dans la structure solide, de la même manière que si tu donne un coup de marteau à l'extrémité d'une barre de fer et t'intéresse à ce qui se produir à l'autre extrimité. Du moins c'est comme ça que j'aborderai le problème... C'est peut être une forme de déformation professionnelle ceci dit... 

il y a 23 minutes, Loopy a dit :

On peut partir sur une première hypothèse de la barre avec un effort d'un seul côté. Dans ce cas, à t=0, on applique l'effort, et à t= dt seule l'extrémité où l'effort est appliqué commence à se déplacer (déformation) et ce déplacement applique (par rigidité) un effort sur l'atome le plus proche (cisaillement), ainsi de suite. 

Je suppose qu'au lycée tu refusais de rédiger les PBs de physique car ne semblant pas être plausibles dans la réalité, genre ce point de dimension nulle et de masse M...

L'énoncé, genre petit PB de physique, comporte implicitement, indéformable, densité homogène, etc.

Pour simplifier on peut même passer de la sphère à un disque, épaisseur nulle (ou presque, ou cylindre mais c'est pareil), masse M.

D'ailleurs c'était explicite dans l'énoncé vu que sur le schéma on a le moment d'inertie d'un disque plein qui est écrit : 1/2 MR².

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il y a 14 minutes, Répy a dit :

Tous les engins spatiaux sont équipés de 12 mini fusées additionnelles qui sont installées par paires selon les 3 directions de l'espace et dans chaque direction il y a 2 paires pour donner une rotation dans un sens ou dans un autre. Si vous retrouvez une vieille photo d'engin lunaire ( le Lem), vous y verrez les paires de petites tuyères.

Marrant, même Répy refuse de traiter le PB.

Il faut saluer cependant l'enfumage. 

A mon tour : C'est un satellite russe ou américain ? 

il y a 1 minute, VladB a dit :

Je suppose qu'au lycée tu refusais de rédiger les PBs de physique car ne semblant pas être plausibles dans la réalité, genre ce point de dimension nulle et de masse M...

L'énoncé, genre petit PB de physique, comporte implicitement, indéformable, densité homogène, etc.

Pour simplifier on peut même passer de la sphère à un disque, épaisseur nulle (ou presque), masse M.

D'ailleurs c'était explicite dans l'énoncé vu que sur le schéma on a le moment d'inertie d'un disque plein qui est écrit : 1/2 MR².

Sauf que le problème est explicitement dynamique aussi vu qu'on s'intersse non pas au mouvement final de l'objet mais à l'instant t0+dt (dt très petit) après application de la force. Ce qui me fait plus penser à un problème de transmission des effort dans une structure solide qu'à un problème de déplacement des corps. 

il y a 5 minutes, Loopy a dit :

Sauf que le problème est explicitement dynamique aussi vu qu'on s'intersse non pas au mouvement final de l'objet mais à l'instant t0+dt (dt très petit) après application de la force. Ce qui me fait plus penser à un problème de transmission des effort dans une structure solide qu'à un problème de déplacement des corps. 

Ce qui ne veux rien dire ou presque. Tu passes directement d'un PB de méca à de la RDM, ça n'a aucun sens.

il y a 5 minutes, Loopy a dit :

Sauf que le problème est explicitement dynamique aussi vu qu'on s'intersse non pas au mouvement final de l'objet mais à l'instant t0+dt (dt très petit) après application de la force. Ce qui me fait plus penser à un problème de transmission des effort dans une structure solide qu'à un problème de déplacement des corps. 

lol

t0+dt, c'est le début de la résolution du PB du mouvement final.

L'auteur du fil est bloqué dès le début de l'intégrale à résoudre - moi aussi d'ailleurs alors que j'étais persuadé de résoudre vite fait le truc, mais la prépa semble trop loin. 

C'est presque le même problème que si je lance une masse d'argile sur le bord d'un disque posé sur de la glace.

Evidemment la masse d'argile colle au disque et il n'y a pas de friction entre celui-ci et la glace. Une partie de l'impulsion de la masse d'argile va devenir de la quantité de mouvement angulaire du disque, une autre va se transformer en mouvement translationel.

Et la quantité de mouvement sera une quantitée conservée.

l'impulsion linéaire est dp = F.dt

Ensuite il faut répartir cette impulsion entre quantité de mouvement linéaire et angulaire.

dp = Mv + L/R 

Je résous le problème comme ça, en considérant que l'axe de rotation passe par le centre de masse.

J'ai l'intuition qu'il y a un truc de faux.

Tes deux V ne sont pas les mêmes. L'un au centre de masse et l'autre au point d'application de la force du réacteur.

D'ailleurs s'ils étaient égaux, ça voudrait dire que ça tourne pas.

il y a 25 minutes, VladB a dit :

J'ai l'intuition qu'il y a un truc de faux.

Tes deux V ne sont pas les mêmes. L'un au centre de masse et l'autre au point d'application de la force du réacteur.

 

Ton énoncé est biaisé . Le V, c'est la vitesse, dans le sens de mon énoncé . La force centrifuge ici, autrement dit chez l'homme, c'est le point de départ, de départ dans le sens détourné, c'est à dire là où se porte l'attention de l'humain, par le moyen de la force physique, principe d'inertie, toujours, mais par l'absence matérielle ( sans conscience d'être), et par l'absence de vitesse (point mort), jamais, présentant presque l'équivalent de la gravité centrifuge, type précipice, nommons là M, car le V, n'étant ici qu'un leurre . Par exemple, regarde du haut d'une falaise, le plus bas possible que tu puisses, tu vas percevoir un léger déséquilibre, et comme une force attirant ton regard, et tirant ce corps physique, vers le bas . Si tu suis c't énergie dans ce sens, tu tombes au fond du précipice .

Il y a 1 heure, Noah&Gabriel a dit :

Le pseudo-problème paraît simpliste, p'tet j'ai raté quelque chose, mais bon . J'esplik . Le principe d'inertie, y répond aisément .

La force extérieur pousse dans le sens contraire de l'aiguille d'une montre, l'objet semblable à la roue, léchant le point A, le point de contact, dans le sens mobile, par le centre immobile B, point fixe, et force centrifuge référencielle . C'est l'utilisation du concept satellite, forme sphérique, plutôt comparable à un cylindre, car ce n'est pas ce que je perçois, puisqu'il nécessitait une représentation sphérique, réalisable, et non plane, qui induit en erreur, ceci dit, cela en revient au même ...

C'est bizarre cette propension à faire des phrases dès que tu n'as rien à dire.