Moment inertie

[Qr1t1c4l]

Bonjour,

On considere une roue dans le (xOz) qui tourne a grande vitesse autour de son axe de rotation (Oy). On aimerait tourner l'axe de rotation (et donc la roue) autour de (Oz). Ayant realisé cette expérience il y a quelques mois en cours de physique il me semble (d'apres mes souvenirs de ce que j'ai ressenti) qu'il est d'autant plus difficile de faire ceci que la roue toune vite et donc que la vitesse de rotation de la roue autour de l'axe (Oy) influencerait le moment d'inertie de la roue suivant l'axe (Oz).

Seulement quand je fais les calculs je trouve que le moment d'inertie du systeme {roue + axe} selon (Oz) est indépendant de la vitesse de rotation de la roue selon (Oy). Et ce qui est encore pire, si on remplace la roue par un systeme " plus discret" comme une barre , ou un ensemble de barre concourantes en O je trouve qu'il est plus facile de faire tourner le systeme autour de (Oz).

Comment expliquer cela ?

Une personne m'a aussi raconté que dans un parc (un endroit qui fait de la science ludique) , une des attraction consistait a faire tourner une roue tellement rapidement qu'il était tres difficile physiquement de la faire tourner suivant un autre axe. Donc c'est la partie dans lequel j'ai le plus confiance et je suis presque sur que que c'est au niveau des calculs que c'est faux...

Merci d'avance.
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Ce qui "rend difficile" de tourner la roue n'est son moment d'inertie, mais son moment angulaire (ou cinétique) qui est le produit de son moment d'inertie par sa vitesse angulaire.

Si elle tourne vite, il y l'effet gyroscope qui lui fait avoir un comportement "bizarre". Quand on essaye de la tourner, elle refuse d'obéir et tourne dans une autre direction que celle dans laquelle on veut la faire tourner.
Mais ce n'est pas difficile de la faire tourner. La seule "astuce" est qu'il faut exercer un couple dans le bon sens et ce "bon sens" n'est pas du tout celui dicté par notre intuition mais à 90°.
Ce qui est intéressant, est qu'il faut exercer un couple dans un sens et que la roue tourne dans un autre à 90°. Du coup, le couple n'effectue aucun travail pour faire tourner la roue.
Au revoir.

[Amanuensis]

La distinction conceptuelle est entre "faire tourner l'objet" et "faire tourner l'axe de rotation de l'objet". Le "sens commun" tend à confondre les deux idées pour un objet tournant, alors que la physique permet d'y voir deux processus différents.

[Qr1t1c4l]

Merci pour l'accueil !

Ce qui "rend difficile" de tourner la roue n'est son moment d'inertie, mais son moment angulaire (ou cinétique) qui est le produit de son moment d'inertie par sa vitesse angulaire.

Si elle tourne vite, il y l'effet gyroscope qui lui fait avoir un comportement "bizarre". Quand on essaye de la tourner, elle refuse d'obéir et tourne dans une autre direction que celle dans laquelle on veut la faire tourner.
Mais ce n'est pas difficile de la faire tourner. La seule "astuce" est qu'il faut exercer un couple dans le bon sens et ce "bon sens" n'est pas du tout celui dicté par notre intuition mais à 90°.
Ce qui est intéressant, est qu'il faut exercer un couple dans un sens et que la roue tourne dans un autre à 90°. Du coup, le couple n'effectue aucun travail pour faire tourner la roue.
Au revoir.

Aurais - tu une référence sur le sujet en général dans lequel des calculs sont faits ? Parce que en appliquant le théoreme du moment dynamique projetté sur l'axe (Oz), je trouve une équation différentielle indépendante de la rotation de la roue et donc normalement la vitesse angulaire du systeme autour de (Oz) est indépendante de la rotation de la roue autour de (Oy) ... Et ici je ne vois pas pourquoi le moment cinétique initiale interviendrait. Tout ce qui m'intersse c'est de savoir ce qui se passe suivant (Oz) non ?

La distinction conceptuelle est entre "faire tourner l'objet" et "faire tourner l'axe de rotation de l'objet". Le "sens commun" tend à confondre les deux idées pour un objet tournant, alors que la physique permet d'y voir deux processus différents.

Est ce que tu peut me montrer la différence en équation ? c'est comme cela que je comprend le mieux .

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Vous trouverez ça dans le chapitre 9 de ce fascicule (7 Mo):
http://www.sendspace.com/file/ttrwye Cliquez sur: Click here to download from freespace.
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