Centre de gravité
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Centre de gravité



  1. #1
    BorisG

    Centre de gravité


    ------

    Bonjour,
    Il me faudrait quelques renseignements sur la manière de calculer un centre de gravité sur un objet "complexe" ... afin de pousser le principe du Culbuto a son maximum !

    j'ai donc réalisé quelques croquis et schéma pour pauser mes questions !

    en espérant une bonne réponse de votre part !

    Nom : culbuto.jpg
Affichages : 474
Taille : 227,6 Ko

    -----

  2. #2
    calculair

    Re : centre de gravité

    Bonjour

    Le centre de gravite de la 1/2 sphère est un peu plus haut que la moitiés du rayon ; Ce centre de gravité doit être affectée de la masse de cette 1/2 sphère

    Le centre de gravite du tube est au milieu du tubeil est affecté de la masse du tube

    Le centre de gravite de l'ensemble est tel que

    A G1 M1 + A G2 M2 = A G3 (M1+M2)
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  3. #3
    LPFR

    Re : centre de gravité

    Bonjour et bienvenu au forum.
    Lisez les deux premières pages du chapitre 6 de ce fascicule (7 Mo):
    http://www.sendspace.com/file/ttrwye Cliquez sur: Click here to download from freespace.

    Et, peut-être le chapitre 10 et la figure 10.9.

    Pour votre problème de Culbuto la forme optimale est celle de droite. Mais le niveau de remplissage optimal dépend de la masse du tube, de sa longueur et de la densité du lest. Le mieux est d'utiliser un lest très dense, comme le tungstène, l'or ou l'uranium appauvri.
    De toute façon il est impératif que le centre de gravité se trouve plus bas que ce centre de courbure de la surface (avec le dessin dans le sens du vôtre).
    Au revoir.

  4. #4
    BorisG

    Re : centre de gravité

    Pour que le principe de culbuto fonctionne il faut que mon centre de gravité se situe sous le sommet de la demi sphère,
    de quelle manière calculer la hauteur de ce point étant donné que le tube et la sphère n'ont pas la même masse volumique ?

    un calcul de la sorte est il possible ?

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    BorisG

    Re : centre de gravité

    Bonjour,

    je relance un peu le sujet après avoir étudié les documents qui m'ont été donnés, et je me pause donc les questions suivantes (voir image)

    j'ai tenté de calculé la répartition des masses et j'ai également modélisé l'ensemble sur solidworks afin de calculer les centres de masse et différents poids à l'échelle, cependant je ne maîtrise pas encore assez bien le logiciel pour étudier les mises en mouvent. C'est pour cela que je vous ai donné mes différentes données, afin d'avoir une réponse plus claire !

    Nom : shema-culbuto 2.jpg
Affichages : 342
Taille : 589,8 Ko

    merci à ceux qui prendrons le temps de répondre à mes 3 questions

  7. #6
    BorisG

    Re : centre de gravité

    je précise que sur mon shéma il s'agit de 180mm et non 180m !

  8. #7
    calculair

    Re : Centre de gravité

    Bonjour

    La 1° chose à faire est de calculer la position du centre de gravite des 3 éléments

    La portion de sphère du bas

    le tube

    le poids positionné au sommet

    La 2° chose à faire est d'affecter ces centres de gravites des masses correspondants

    La 3° chose à faire est de faire le calcul du centre de gravité global ( voir Barycentre )
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  9. #8
    BorisG

    Re : Centre de gravité

    Pour récapitulé et corrigé les erreurs manuscrite voici les données de masse et de dimensions !
    les masses des composants sont respectivement

    2g pour la demi-sphère (rayon 5,1mm poids réparti 1,5mm sous le centre)
    0,5g pour le cylindre (rayon 5,1mm, 180mm de haut)
    0,2g pour la masse au sommet (sphère rayon 4,75mm)

    mes 3 questions restent toujours les mêmes:

    1: l'objet peut -il tenir de manière verticale stable ?
    2: jusque quelle inclinaison peut on le pencher avant qu'il ne tombe (ou pour qu'il se remette tout seul à la verticale) ?
    3: pour rendre l'objet stable quel devrait être le poids de la demi sphère sans changer le poids et les proportions des autres composants ?

    désolé pour mes précédentes erreurs, et merci pour l’intérêt porté à ce problème

  10. #9
    BorisG

    Re : Centre de gravité

    merci Calculaire,

    j'ai déjà pu calculé les différents centres de gravités (individuels, puis globales) a l'aide de solidworks, cependant je ne sais pas si mon objet peut être stable étant donné que ma base est une demi sphère et que mon centre de gravité se situe au dessus du centre de la sphère qui se trouve être également le centre de rotation !


    il semblerai d'après les autres documents que j'ai pu consulter que le centre de gravité doit se trouver sous le centre de rotation !

    j'attends également de recevoir un culbuto commandé ce weekend afin de réaliser une maquette et de mieux comprendre le principe et les possibilités de ce système, mais si en attendant quelqu'un pouvait m'apporter une réponse en image ou en calculs détaillés, cela me serai d'une grande aide !

  11. #10
    calculair

    Re : Centre de gravité

    Bonjour,

    Le poids de l'ensemble du système est appliqué au centre de gravité

    Le couple de rotation se calcule évidement par rapport au centre de rotation

    Le bras de levier est la distance centre de gravite , centre de rotation = D

    La force , le poids = m g

    soit a l'angle que fait l'axe D avec l'horizonta

    le couple de rotation est C = D mg cos a
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  12. #11
    BorisG

    Re : Centre de gravité

    le couple de rotation me permet -il de déterminer jusqu'à quel angle le culbuto restera stable ?

  13. #12
    calculair

    Re : Centre de gravité

    bonjour

    Le couple permet d'apprécier avec quel vigueur le système va s'écarter de sa position initiale

    Apres tout dépend de sa dérivée par rapport à l'angle a

    si elle est positive, le système s'écarte de sa position de stabilité

    si elle est négative le système revient vers une position stable

    pour cela il faut étudier la géométrie du système.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  14. #13
    BorisG

    Re : Centre de gravité

    Merci pour cette précision,

    comment puis-je déjà faire pour savoir si mon système peut être stable à la verticale ?

    de quelles mesures ai-je besoins ?

  15. #14
    BorisG

    Re : Centre de gravité

    Il semblerai que d'une manière ou dune autre, le centre de gravité doit forcément se situer sous le centre de courbure (centre de la sphère) ?

  16. #15
    calculair

    Re : Centre de gravité

    Bonjour,

    Si le centre de gravite se confond avec le centre de courbure l'équilibre est indifférent

    Si le centre de gravite est en dessous, il aura en effet tendance a descendre et redressera l'engin
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  17. #16
    BorisG

    Re : Centre de gravité

    du coup dans l'exemple que j'ai publié, (étant donné que le centre de gravité se trouve au dessus du centre de courbure), il est impossible que l'objet soit stable ?

  18. #17
    calculair

    Re : Centre de gravité

    Bonjour,

    C'est plus que possible si c'est le cas
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

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