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Quantité de mouvement et Centrifuge



  1. #1
    EspritTordu

    Quantité de mouvement et Centrifuge


    ------

    Bonjour,

    Encore un problème de quantité de mouvement

    Soit dans le vide, deux blocs distincts reliés par un câble.
    On met en rotation l'un par rapport à l'autre. Un des blocs sera soumis à une force centrifuge.
    Jusqu'à là, l'ensemble reste immobile, n'est-ce pas?
    Que se passe-t-il alors si on arrête subitement la rotation : le bloc tournant jusqu'alors va fuir l'axe : Est-ce que cela conduira à tirer l'ensemble?

    Merci d'avance.

    -----

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  3. #2
    invité576543
    Invité

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Bonsoir,

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    On met en rotation l'un par rapport à l'autre. Un des blocs sera soumis à une force centrifuge.
    Pourquoi un seul?

    Et puis, c'est une manière de voir. Plus correct à mon humble avis de voir les deux soumis à la tension du câble.

    Jusqu'à là, l'ensemble reste immobile, n'est-ce pas?
    Pas clair. Veux-tu dire que le centre de masse de l'ensemble est immobile par rapport au référentiel du centre de masse de l'ensemble?

    Que se passe-t-il alors si on arrête subitement la rotation : le bloc tournant jusqu'alors va fuir l'axe : Est-ce que cela conduira à tirer l'ensemble?
    Encore moins clair. Comment arrête-t-on la rotation? Pourquoi un bloc tourne pas l'autre? Axe dans quel référentiel? Que veut dire "tirer"?

    Cordialement,

  4. #3
    EspritTordu

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Bon je reprends alors,

    Soit le premier bloc A constitué par exemple d'un homme bien portant (et massif) tenant un perceuse. Sur le mandrin, on fixe un câble dont l'autre extrémité est liée au bloc B, moins lourd que A, mais dont la masse n'est néanmoins pas négligeable.

    L'homme dans le vide spatial, met en route sa perceuse, le bloc B se met donc à tourner et subit une pseudo- force centrifuge ou axifuge dans le référentiel du bloc A.

    Le centre de masse C de l'ensemble bloc A et B va osciller à cause du balourd induit par le bloc B, n'est-ce pas?
    C n'avance donc pas.

    Maintenant, on arrête la rotation de la perceuse (soit en coupant l'énergie, soit par une butée mécanique). Le bloc B par inertie va fuir l'axe,non? Ne va t-il pas induire une quantité de mouvement à l'ensemble A & B de manière à mettre en mouvement son centre de masse C?

  5. #4
    invité576543
    Invité

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    Soit le premier bloc A constitué par exemple d'un homme bien portant (et massif) tenant un perceuse. Sur le mandrin, on fixe un câble dont l'autre extrémité est liée au bloc B, moins lourd que A, mais dont la masse n'est néanmoins pas négligeable.
    Nettement plus clair. Reste une question: le câble est dans l'axe de la perceuse, ou perpendiculaire à l'axe de la perceuse? Je pense que c'est le second cas, mais mieux vaut préciser!

    Cordialement,

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    EspritTordu

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Le câble est bel et bien perpendiculiaire à l'axe de ma perceuse!

  8. #6
    invité576543
    Invité

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Bonjour,

    Partons du système avec une légère rotation, infiniment faible, mais suffisante pour générer une tension dans le câble (plus simple), et on met la perceuse en route.

    Cela a pour résultat d'engendrer un couple(1) qui fait tourner plus vite le câble dans un sens, et la perceuse et le porteur de perceuse dans l'autre, les deux autour de l'axe de la perceuse, le tout vu dans un référentiel d'orientation fixe par rapport aux astres lointain.

    Quand on arrête la perceuse, si on suppose que l'arrêt supprime tout couplage (i.e., désengagement des engrenages, pour éviter le freinage par dissipation dans la perceuse), il ne se passe rien. Ca continue à tourner gentiment, la masse au bout de son câble dans un sens, le porteur de perceuse dans l'autre.

    Aucun effet direct à aucun moment sur le mouvement du centre de masse de l'ensemble. (En négligeant ce qu'on peut négliger en première instance, effets de marées, effet de freinage d'un câble métallique dans un champ magnétique, déperdition thermique asymétrique, vent solaire, les effets des nounours verts, etc...)

    Cordialement,

    (1) Pour les tâtillons, un couple ou deux couples. Perso je vois un couple ou une force comme un transfert resp. de quantité de mouvement et de moment cinétique, un signe vu d'un côté du transfert, l'autre signe vu de l'autre côté, mais un seul "phénomène".
    Dernière modification par invité576543 ; 23/02/2007 à 11h29.

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  10. #7
    Tifoc

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Bonjour,,

    Citation Envoyé par EspritTordu Voir le message
    L'homme dans le vide spatial, met en route sa perceuse, le bloc B se met donc à tourner et subit une pseudo- force centrifuge ou axifuge dans le référentiel du bloc A.
    Ah ? C'est parce qu'il se met à tourner qu'il subit une force centrifuge ? Ou bien c'est parce qu'il subit une force centrifuge qu'il se met à tourner ?
    Je dirais plutôt (encore que je n'ai jamais voyagé dans le vide spatial et suis donc ignorant de ce qui s'y passe ) que quand l'homme met en route sa perceuse, le cable s'enroule sur le mandrin, et que de ce fait, la tension du câble n'étant plus purement radiale, le solide B va décrire d'abord une spirale puis un cercle. N'avez vous jamais utilisé une fronde ?

  11. #8
    invité576543
    Invité

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Citation Envoyé par Tifoc Voir le message
    Ah ? C'est parce qu'il se met à tourner qu'il subit une force centrifuge ? Ou bien c'est parce qu'il subit une force centrifuge qu'il se met à tourner ?
    C'est parce qu'il subit une force centripète (entre autres) qu'il se met à tourner...

    Je dirais plutôt (encore que je n'ai jamais voyagé dans le vide spatial et suis donc ignorant de ce qui s'y passe ) que quand l'homme met en route sa perceuse, le cable s'enroule sur le mandrin, et que de ce fait, la tension du câble n'étant plus purement radiale, le solide B va décrire d'abord une spirale puis un cercle. N'avez vous jamais utilisé une fronde ?
    C'est un point intéressant que tu soulève là. Si on remplace le câble par une barre rigide, elle ne s'enroulera pas! Donc la flexibilité du câble intervient quelque part. Vu ce la question d'origine, il suffit de convenir que la flexibilité, longueur, la masse et l'accélération angulaires sont telles que ça ne s'enroule pas...

    Cordialement,

  12. #9
    EspritTordu

    Re : Quantité de mouvement et Centrifuge

    Merci pour ces réponses convainquantes!

    Oui, il est exact effectivement que si le câble aurait tendance à s'enrouler... On peut ajouter alors dans les conditions initiales que la longueur du câble est progressivement allongée afin d'éviter l'enroulement...

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