Vitesse et rotation d'une masse
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Vitesse et rotation d'une masse



  1. #1
    invite1bd3a900

    Vitesse et rotation d'une masse


    ------

    Salut à tous
    je ne viens pas souvent ici, mais lorsque je viens c'est que j'ai besoin de vos lumières.

    Données du problème :
    une roue = 55,16 cm de diamètre
    son poids = 10 kg

    Quelqu'un de charitable pourrait-il me calculer le nombre de tours effectué par la roue à 90 km/h et est-ce que le poids est augmenté par la rotation...si oui de combien ?

    Si il manque un élément pour répondre à mes questions, je suis bien sûr à votre disposition.

    Merci d'avance pour vos réponses qui j'espère seront nombreuses.

    -----

  2. #2
    invite2ef9f90f

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Euh...Salut learn, ton problème n'est pas vraiment compliqué mais il manque effectivement quelques données.
    pour commencer,calculer le nombre de tours de la roue a 90 Km/H, ça ne veut pas dire grand chose. Peut etre veux tu savoir le nombre de tours qu'elle fait en une heure?Pour cela tu calcule la circonférence de ta roue (C= pi*diamètre) puis tu calcule combien de fois cette circonférence doit se répéter pour faire 90km.
    Pour le poids, a toi de voir;Pense tu grossir quand tu cours?
    Tiens nous au courant,
    cordialement.

  3. #3
    invite897678a3

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonjour,

    Circonférence = Pi . diamètre = 55,16 x 3,14 = 173,2 cm , ou encore 1,73 mètre.

    Convertir km/h en m/s : 90 / 3,6 = 25 m/s.


    Nombre de tours par seconde effectués à 90 km/h

    N = 25 / 1,73 = 14,45 tours

    En réalité, ce calcul est approximatif, car il serait nécessaire de connaitre
    avec précision le rayon sous charge de la roue à cette vitesse.


    Par ailleurs la masse de la roue = 10 kg
    Son poids = 10 x 9.81 = 98,1 Newton est inchangé.

    Mais cette roue, comme tout solide en rotation, est soumise à des forces centrifuges
    qui ont tendance à augmenter (de manière infime) le rayon du pneumatique.

  4. #4
    invite2ef9f90f

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    En revanche ne fais pas attention a la fin de ma réponse, comme tu as du le constater ellle est completement débile.
    En m'excusant.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite1bd3a900

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonjour,
    merci pour vos réponses et t'inquiètes peud'importance, je ne me vexe pas pour si peu, mais j'ai aimé quand même ton attention de te rattraper au cas où.....sur le toile cela peut partir si vite en vrille

    Bon j'ai ma réponse pour la vitesse de rotation à 90 km/h.
    Pour la masse, je me suis mal exprimé. En fait je parlai d'inertie plus importante à 90 km/h qu'à l'arrêt.

    Sur une roue il y a un pneu et je pars du principe qu'il représente à lui seul la moitié du poids de la roue.


    Ce poids se situant entre 35,56 cm et 55,16 cm, donc placé plutôt vers l'extérieur de la roue, je me m'interroge de savoir si on peut calculer une inertie ou pas à 90 km/h.

    J'oublie volontairement le frottement au sol du pneu, qui dans mon problème, ne m'intéresse pas.

    J'espère avoir été plus clair ??

  7. #6
    invité576543
    Invité

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Citation Envoyé par learn Voir le message
    J'espère avoir été plus clair ??
    Pas vraiment. Qu'entends-tu par "inertie"?

    Cordialement,

  8. #7
    invite1bd3a900

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Une masse placée à x cm de l'axe d'une roue ne prend-t-elle pas une masse supplémentaire due à la rotation qui implique par la même occasion une inertie ?

    Si cette masse est multiplié par une formule mathématique que je ne connais pas bien sûr puisque nul dans ce domaine , qu'elle est-elle et quel est le résultat en chiffre en partant de mes données précédentes ?

  9. #8
    invité576543
    Invité

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Citation Envoyé par learn Voir le message
    Une masse placée à x cm de l'axe d'une roue ne prend-t-elle pas une masse supplémentaire due à la rotation qui implique par la même occasion une inertie ?
    On ne peut pas exprimer les choses comme ça, la masse est invariante.

    Il y a quelque chose s'approchant de cela, mais faut développer un peu.

    Si on appelle "inertie" très généralement la "résistance" qu'oppose un corps aux efforts qui s'exercent dessus, faut distinguer pour un solide comme une roue les efforts cherchant à modifier la vitesse de translation et les efforts cherchant à modifier la rotation.

    En translation, le paramètre pertinent est la masse totale, et elle n'est pas modifiée par la rotation.

    En rotation, c'est plus complexe, il y a des effets gyroscopiques qui peuvent se "sentir" comme un changement des réactions aux efforts. Ces effets augmentent avec la vitesse de rotation, et sont, à vitesse de rotation égale, plus grand quand les masses sont réparties plus loin de l'axe.

    Maintenant, la théorie des effets gyroscopiques n'est pas particulièrement simple, et plutôt anti-intuitive, et sans maths je ne pense pas qu'on puisse aller loin.

    Pour une roue de voiture on cherche à minimiser ces effets en équilibrant la roue, en rajoutant des petites masses pour, en utilisant les termes physiques, "aligner l'une des directions principales du tenseur d'inertie avec l'axe de rotation".

    Cordialement,

  10. #9
    invite1bd3a900

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bon tanpis pour la formule mathématique, je ferai sans.
    Merci à tous ceux qui sont intervenus sur mon topic, vous m'avez super aidé, et en plus ultra rapidement malgré les vacances....

  11. #10
    invite897678a3

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonjour à tous,

    Je suis comme bon nombre de participants de ce forum:
    ma boule de cristal est actuellement en maintenance mais cependant,
    j'ai l'impression que le question initiale n'a pas été réellement formulée.

    Frustration donc!

    Alors, toutes les élucubrations sont envisageables:
    par exemple, la roue se désolidarise du véhicule...

    Dans ce cas, il y aurait deux aspects à considérer:

    a) énergie cinétique de translation
    un "bidulle" de masse m se "ballade" avec une vitesse horizontale v de 25 m/s

    son énergie cinétique s'exprime sous la forme Ec(en Joule) = 1/2 m v²

    b) énergie cinétique de rotation
    un disque de masse m est animé d'une vitesse de rotation de 14.4 t/s
    Ecr = 1/2 .. ²
    avec I = inertie de la roue (schématisée gossièrement par un disque de rayon R)
    I = m . R² ou bien I = 1/2 .m . R² ou encore I = 1/4 .m . R² (choisir la bonne réponse)

    et = pulsation = 2 . F
    F étant la vitesse de rotation exprimée en tours/seconde.
    (et en supposant que nous schématisions la roue en un disque homogène de masse uniformément répartie...)

    Au moment de l'impact (car il y aura forcément un impact),
    l'énergie de la roue est a + b.

    Cette énergie est dissippée en combien de temps?
    1/10ème de seconde? (la roue a parcouru 2,5 mètres pendant ce temps)
    ou alors 1/100ème de seconde? (la roue a parcouru 0,25 mètres)

    Comme vous le constatez, tous les délires sont permis.

    Mais ainsi que vous l'avez déjà exprimé:
    du moment que l'on se couche moins c** le soir !!
    Au fait, quelle était la question initiale?????????????????????? ??

  12. #11
    invite15029802

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonjour à toutes et à tous , j'ai un problème un peu du même genre que learn, est-ce que quelqu'un peut m'aider pour cette question dont je cherche la réponse ? :

    Combien de tours une roue de 73 cm de diamètre effectue-t-elle en parcourant 200 km ?

    PS : je n'ai rien d'autre comme indications.

  13. #12
    invite897678a3

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonjour,

    La solution est au début du # 3:
    à chaque tour, ta roue a avancé d'une longueur égale à sa circonférence, soit
    Circonférence = Pi . diamètre = 3.14 x 0,73 = 2,2922 mètres

    Maintenant, il s'agit de savoir combien de fois 2,2922 sont contenus dans 200 km.

    Comme pour le diamètre 73 cm que j'avais converti en mètres,
    il est nécessaire de convertir 200 kilo-mètres en mètres.

    Le préfixe "kilo" signifie 1 000
    Donc 200 km = 200 x 1 000 = 200 000 mètres

    Enfin
    200 000 / 2,2922 = 87 252,4... tours, si je ne me suis pas trompé

  14. #13
    invite15029802

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonsoir et merci beaucoup Ouk A Passi, j'ai gardé la réponse sur un document word, au cas où, je retrouve une question du même genre.

  15. #14
    invite40f43a43

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Boujour, le problème dont je suis confronté me bloque. Y aurait il une formule qui permet de calculer la vitesse de rotation d'un objet en fonction de la masse des 2 objets* ?


    *Si cette formule n'existe pas, merci m'en informer
    Merci de votre compréhension

  16. #15
    invitecaafce96

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Bonjour,
    Déjà , tel que posé le problème est incompréhensible !
    Alors , la formule .....

  17. #16
    invitef29758b5

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Salut

    Citation Envoyé par Osky Voir le message
    la vitesse de rotation d'un objet en fonction de la masse des 2 objets* ?
    Un objet ? 2 Objets ?

  18. #17
    invite40f43a43

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    En fait je cherche une formule (ou un truc) qui permet de calculer la vitesse de rotation d'un objet en fonction de sa masse.

  19. #18
    invite40f43a43

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    En fait c'est l'orbite de la Lune autour de la Terre.
    Je veux savoir quel est la relation entre les 2 objets....

  20. #19
    Rachilou

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Citation Envoyé par Osky Voir le message
    En fait c'est l'orbite de la Lune autour de la Terre.
    Je veux savoir quel est la relation entre les 2 objets....

    Bonjour,

    La vitesse d'un objet en orbite ne dépend pas de sa masse.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

  21. #20
    Rachilou

    Re : Vitesse et rotation d'une masse

    Citation Envoyé par Rachilou Voir le message
    Bonjour,

    La vitesse d'un objet en orbite ne dépend pas de sa masse.
    La relation qui relie le déplacement orbital d'un satellite est la même que celle de la chute d'un corps.
    C'était la grande "trouvaille" de Newton.

    Tous les objets tombent à la même vitesse ,

    donc :

    Tous les objets qui gravitent à la même hauteur ont la même vitesse.
    La science n'est pas une collection de lois, mais une création libre de l'esprit humain

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