Gyroscope toupie

[invite3413ce14]

Bonjour à toutes et a tous

Voila, il fallait que ça arrive un jour, je viens de m’intéresser très fortement au fonctionnement de cette merveille qu’est le gyroscope. Je me suis évidemment renseigné grandement par le biais de ce forum et des liens donnés entre autres, mais je reste sur ma faim ! J’ai ainsi quelques questions !

- Si j’exerce une force sur une masse, cette dernière accélère, avec une accélération dépendant de sa masse. Pour une masse en rotation sur elle même « en gros » l’effet d’un couple sur l’extrémité de l’axe de rotation est à 90° de la cause. Cet effet qui dépend de la vitesse de rotation est il une accélération, ou une vitesse constante ?
-Aussi j’ai fait un test avec mon vélo. Ainsi en soulevant la roue avant par rapport au sol, j’ai fait tourner cette roue le plus vite possible que j’ai pu. En tournant le guidon de gauche à droite, l’axe de la roue s’est bien déplacé lui aussi de gauche à droite, et non pas de haut en bas…
-Plus le gyroscope tourne vite, plus il est difficile de changer son axe de rotation. Cela est il a mettre en parallèle avec la conservation de la quantité de mouvement dans le cas d’un mobile simple ? En effet plus un mobile va vite plus il est difficile de le faire dévier, donc changer la direction de son vecteur quantité de mouvement, je me dis que c’est surement la même chose pour le vecteur moment cinétique…
-Pourquoi l’angle de précession augmente il avec la diminution de la vitesse de rotation du gyroscope ?
Voila, j’espère que mes questions ne sont pas trop nianian
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je pense que les réponses à vos question ont déjà été données dans les discussions précédentes (il n'y a pas longtemps) et dans les pièces jointes.
-la vitesse est constante: la précession.
- et je peux affirmer que vous avez tourné le guidon sans faire plus d'efforts que si la roue était à l'arrêt.
- il n'est pas plus difficile, seul la vitesse de précession est plus faible pour un même couple.
-regardez le petit dessin d'une des pièces jointes: http://forums.futura-sciences.com/at...-meca5-9_9.pdf
Si le dessin ne vous suffit pas, regardez les formules de la page suivante.
Au revoir.

[invite3413ce14]

Salut merci pour ta réponse

J'avais deja lu le lien donné, d'ailleurs je connais aussi la demonstration mathematique, mais comment dire j'aime bien appronfondir

-la vitesse est constante: la précession.

ok. Maintenant je voudrais savoir, d'ou vient cette vitesse ? Je veux dire, par la conservation de l'energie, cette energie cinetique vient du travail d'une force. Dans le cas d'une toupie, comme il n'y a que le poids, je ne vois pas autre chose. Donc c'est la variation de l'energie potentielle (le basculement de la toupie) qui fournie cette energie. J'ai bon ?

Par contre dans ce cas, qu'est ce qui contrebalance le poids ? La force de precession ?

- et je peux affirmer que vous avez tourné le guidon sans faire plus d'efforts que si la roue était à l'arrêt.

Donc si je comprends bien, comme je me debrouille pour qu'il n'y ait pas de precession, ma force ne travaille pas à donner de l'energie cinetique pour ça. Du coup, je n'observe pas de resistance. J'ai bon ?

- il n'est pas plus difficile, seul la vitesse de précession est plus faible pour un même couple.

Si j'ai dit cela, c'est par ce que c'est sur ce meme forum qu'une personne comparait la difficulté à changer l'axe du gyroscope ayant un moment cinetique elevé, avec une balle qu'il etait plus difficile de devier quand sa quantité de mouvent etait plus elevée. J'ai du mal comprendre comme d'habitude^^

merci

[invite6dffde4c]

Bonjour.

ok. Maintenant je voudrais savoir, d'ou vient cette vitesse ? Je veux dire, par la conservation de l'energie, cette energie cinetique vient du travail d'une force. Dans le cas d'une toupie, comme il n'y a que le poids, je ne vois pas autre chose. Donc c'est la variation de l'energie potentielle (le basculement de la toupie) qui fournie cette energie. J'ai bon ?

Par contre dans ce cas, qu'est ce qui contrebalance le poids ? La force de precession ?

Précisément: il n'y a pas de travail. Seule la direction du moment angulaire change. L'énergie cinétique reste la même. Quand vous faites tourner une masse au bout d'une ficelle, la direction de la vitesse de la masse change tout le temps, mais l'énergie cinétique reste la même.
Dans le cas de la toupie, le centre de masses ne change pas de hauteur et le poids ne fait aucun travail.

Donc si je comprends bien, comme je me debrouille pour qu'il n'y ait pas de precession, ma force ne travaille pas à donner de l'energie cinetique pour ça. Du coup, je n'observe pas de resistance. J'ai bon ?

Oui. C'est bien ça. Si le vélo est tenu solidement, c'est la fourche qui fournira le couple pour créer la précession dans le sens où vous faites tourner le guidon.

Si j'ai dit cela, c'est par ce que c'est sur ce meme forum qu'une personne comparait la difficulté à changer l'axe du gyroscope ayant un moment cinetique elevé, avec une balle qu'il etait plus difficile de devier quand sa quantité de mouvent etait plus elevée. J'ai du mal comprendre comme d'habitude^^

Je comprends ce que la personne voulait dire et ce que vous vouliez dire. Mais l'interprétation de "il est plus difficile" est ambiguë: ce peut être la force ou le travail. Il faut bien plus de force centripète pour dévier une balle rapide et plus de couple pour faire "precéssioner" un gyroscope plus rapide.
Donc, "il est plus difficile" mais uniquement en ce qui concerne la force et non le travail.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]