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I-Effet d’inertie: Bloc sur camion. http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/camion.swf. F A. R 1. F B. P. F A+ F B+ P=0. R 0. F c. p. F c+ p=0. R 0. « Force » d’inertie d’entrainement. Dans R 0. R 1. R 0. - PowerPoint PPT Presentation
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R0
R1
I-Effet d’inertie: Bloc sur camion
FA
P
FB
p
Fc
R0
FA+ FB+ P=0
Fc+ p=0
http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/camion.swf
01 /. RRam
R0
R1
01 /. RRi amf D’où
Force d’inertie due à l’accélération du camion
iextRColis ffam 1/.
R1
extf
R0
0/. RColisext amf
011 // .. RRRColisext amamf
011 // .. RRextRColis amfam
Loi de composition des accélérations
Dans R0
Dans R1
« Force » d’inertie d’entrainement
a
amFext . amFT G .
Repère R0Dynamique
(inertiel)(fixe)
Fie
Repère R1Statique
Equilibre 0 extF
0 ieG FFT
amFie .Avec
Force fictive
(non inertiel)(accéléré)
a
am.
T
GF
Pendule dans un véhicule en translation accéléré
Imaginons
T
GF
http://scphysiques.free.fr/2nde/documents/lgu.swfhttp://www.physique-liotier.org/wp-content/uploads/un7_cours.pdf
II-L’attraction universelle
En savoir plus:
Vs = Cte
Vs
Le satellite tourne sur une orbite circulaire de rayon constant.
Si le satellite fait une orbite en 24h: il est géostationnaire.
Le satellite tourne autour de la terre
La force d’attraction FT/S de la terre maintient le satellite sur une orbite circulaire.
FS/T
La terre tourne autour du soleil
Vt = Variable
VtLorsque la terre se rapproche du soleil, la vitesse augmente
Lorsque la terre s’éloigne du soleil, la vitesse diminue
La terre tourne sur une orbite elliptique. Le soleil est sur l’un des foyers de l’ellipse.
La force d’attraction FS/T du soleil maintient la terre sur une orbite elliptique.
FS/T
r2GF
1GF
4GF
3GF
R0
aMFext .GGGGG aMFFFF .4321
rMFG .. 2
Va=Cte
G
III-Voiture dans un virage: la force de guidage
La force de guidage est la force FG qui maintient la voiture sur une trajectoire circulaire
VaVa
G FG
w
r
R0
w
Dynamique
rMFi .. 2
Voiture dans un virage: L’effet centrifuge
Gr
R0
w
Pour évaluer l’effet centrifuge (la voiture est attirée vers l’extérieur du virage). Imaginons la voiture immobile, en équilibre.
rMFG .. 2
0.. 2 rMFG Peut s’écrire
Avec
rMFI .. 2
0 IG FF
FI : Force imaginaire qui s’oppose à FG (force de guidage)
Statique
Dans le référentiel terre on appelle « force centrifuge » la force imaginaire qu’il faudrait exercer sur le centre de gravité d’une voiture immobile pour créer sur les pneumatiques et les suspensions un effet identique à celui observé dans la réalité lorsque la voiture est soumise à la force de guidage.
Définition: « Force centrifuge »
g
g
Vp=Cte
r
R0
w
Vp
Vp
Vp
r
R0
w
Passagers d’une voiture
Dans le repère terrestre (considéré comme galiléen), lorsque la voiture tourne, les passagers poursuivent leur déplacement suivant une trajectoire rectiligne.
En savoir plus:http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/centrifuge.swf
gr
R0
w
Vp
Dynamique (R1 en rotation)
rmFg .. 2
Fg
Les passagers sont soumis à une force transmise par la force de guidage de la voiture qui les maintient sur une trajectoire circulaire
La voiture est mobile en rotation circulaire uniforme
R1
rmFi .. 2
Statique (R1 fixe)
Pour évaluer l’effet centrifuge qui attirent les passagers vers l’extérieur du virage. Imaginons la voiture immobile.
rmFg .. 2
0.. 2 rmFg Peut s’écrire
Avec
rmFi .. 2
gr
R0
wR1
0 ig FFFi : Force imaginaire qui s’oppose à Fg (force de guidage)
Dans le référentiel voiture on appelle « force centrifuge » la force imaginaire qu’il faudrait exercer sur le centre de gravité des passagers d’une voiture immobile pour les voir s’animer d’un mouvement identique à celui observé dans la réalité lorsque la voiture est soumise à la force de guidage.
Définition
ac
cext amF . xrmFT G ... 2
Repère R0Dynamique
(inertiel)(fixe)
Fie
Repère R1Statique
Equilibre 0 extF
0 ieG FFT
cie amF .Avec
(non inertiel)(accéléré)
xrmFie .. 2
r
w
Pendule dans un véhicule en rotation uniforme
ac
am.
T
GF
T
GF
Force fictive
Imaginons
Cycliste dans un virage
cext amF .
xrvmPT G ..
2
T
GP
cam.
Imaginons la base en rotation transformée en base fixe
Alors le cycliste est en équilibre
0 extF
0 IG FPTT
GP
FI force fictive qui empêche le cycliste de tomber
tgPFI .
IF
« Force centrifuge »
rvmFI
2
.ou
On appelle « force centrifuge » la force transversale qu’il faudraitexercer sur le centre de gravité d’un cycliste immobile pour le maintenir en équilibre avec une inclinaison identique à celle quel’on peut observer lorsqu’il décrit une trajectoire circulaire.
Définition
V
T
P
F
TFi
P
Imaginons
Pendule de Tournesol
xrvmF ..
2
xrvmPT ..
2
0 iFPT
camPT .xr
vmFi ..2
http://francois.lonchamp.free.fr/Coriolis/Force%20de%20Coriolis.html
IV-Effet de Coriolis
« Force de Coriolis » d’une particule de masse unité qui se déplace vers l’est (dans le sens de rotation de la terre)
2..2 rvFc Elle est perpendiculaire à la vitesse
Sa direction est vers la droite de la trajectoire
Effet de Coriolis
« Force de Coriolis » d’une particule de masse unité qui se déplace vers l’ouest (dans le sens opposé de rotation de la terre)
Si un objet se déplace vers le sud, il est dévié vers l’ouest dans l’hémisphère nord et vers l’est dans l’hémisphère sud (il n’est pas dévié à l’équateur).
Si un objet se déplace vers le nord, il est dévié vers l’est dans l’hémisphère nord et vers l’ouest dans l’hémisphère sud (il n’est pas dévié à l’équateur).
Annexe 1: Principe d’inertie
http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/galileo.swf
http://lyc-moulin-st-amand.tice.ac-orleans-tours.fr/eva/sites/lyc-moulin-st-amand/IMG/file/swf-phy/inertie.swf
http://edumeca.free.fr/dotclear/themes/default/flash/relativite.php
http://profs.cmaisonneuve.qc.ca/svezina/nya/note_nya/NYA_XXI_Chap%202.7.pdf
Annexe 1: Forces centripètes
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/51/Accelerated_stall_fr.gif
Annexe 2: Décrochage d’un avion
Position horizontale Amorce d’un virage
Virage Décrochage
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/RefTerre/Foucault0.html#manip
Annexe 3: Pendule de Foucault
http://www.sciences.univ-nantes.fr/sites/genevieve_tulloue/Meca/non_galileen/pendule_manege1.html
Annexe 4: Pendule sur un plateau tournant