Force centrifuge

[invitebbbeecd2]

Bonjour.

Je suis en train d'étudier le ressenti de l'exécution d'une figure de spinning (jonglage). Cela consiste à faire tourner des objets autour du corps. Dans le cas d'une figure où le bras tendu fait un tour dans un sens pendant que l'objet (chaine portée à bout de bras) effectue -4 tours de rotation. On obtient une trajectoire en bout de l'objet qui est un quadrifolium.

Afin de rechercher d'où vient le ressenti lorsqu'on effectue cela, je me penche vers la force centrifuge mais je suis tombé sur un problème.
Les descriptions de cette force passent toujours par un schéma montrant un poids tournant autour d'un point fixe.

Dans mon cas, ce point n'est pas fixe dans un repère absolu. Donc, si je calcul la force centrifuge en me disant que l'objet tourne autour de la main à une vitesse de rotation constante autour de cette dernière alors j'ai une force centrifuge constante mais si je calcul la force en calculant la vitesse de la masse dans un repère absolu alors j'ai une force qui varie avec une racine carrée de cosinus.

Mon problème est que je ne parviens pas à savoir qu'elle raisonnement est juste. D'après l'expérience, je dirais que la force varie avec en racine de cosinus mais je ne peut pas affirmer que lors de l'expérience, j'ai bien une vitesse de rotation constante puisque la mesure se base sur un ressenti sur le fait que l'objet tire sur les articulations et qu'il est très difficile de contrôler la vitesse de rotation du bras du fait des forces d'inerties des masses.

J'espère avoir été assez clair.
Merci d'avance.
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Quelque chose ne colle pas dans votre problème. La partie analyse et calcul demande un bon niveau en physique et maths, mais vous confondez la force centripète et la force centrifuge. Quel est l'origine du problème ? Scolaire ? Attraction de fête foraine ?

Commençons par ne pas mélanger la force centrifuge et la force centripète.
La force centrifuge est une force "fictive" (c'est le nom) ressentie quand vous êtes dans un système accélérée (comme une voiture qui tourne ou qui freine).
Ici les seuls qui peuvent connaître la force centrifuge ce sont les objets que l'on fait tourner, ou les mains et les bras.
La force centripète est une force "non-fictive" qui fait tourner les objets. Par exemple la tension de la ficelle d'une fronde, ou la force latérale de la route sur les pneus de la voiture.
C'est cela qu'il faut que vous calculiez.
Et ce n'est pas si simple dans le cas que vous décrivez.
Car cette force dépend de la vitesse instantanée de l'objet et du rayon de courbure instantanée de sa trajectoire (il varie tout le temps).
La courbe est une épicycloïde ou hypocycloïde (suivant les sens de rotation du bras et de l'objet), et le rayon de courbure instantanée doit pouvoir se calculer en trouvant la bonne expression.
Mais la vitesse instantanée c'est une autre chose. Soit vous avez un problème mathématique scolaire ou les deux vitesses angulaires sont constantes. Mais pour un objet qui pend au bout du bras, la vitesse angulaire ne peut pas être constante.
Au revoir.

[invitebbbeecd2]

Merci pour la réponse.

En gros, je dois trouver la vitesse instantannée de la masse et le centre de rotation instantané en fonction de l'angle de rotation du bras. Pour la vitesse, ça ne me semble pas si difficile que cela. Je connais l'expression de la position de la masse qu'il me suffit de dériver.
Pour information, ce n'est pas un problème scolaire. Dans le cadre de mes recherches sur le jonglage, je me suis posé la question des forces mise en jeu qui permettent au jongleur d'avoir le ressenti de ce qu'il fait puisque le visuel n'entre pas nécessairement en jeu pour réaliser ces figures.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je n'ai jamais jonglé, mais je pense que la réponse du corps aux stimuli reçus pendant le jonglage, est une réponse automatique (réflexe acquis) comme notre réponse quand on trébuche. On fait des mouvements réflexes acquis pendant l'apprentissage de la marche, la course, du monocycle, du marteau ou autres engins.
On n'a pas le temps d'analyser les forces ou les stimuli visuels quand on monte à vélo ou on conduit une voiture.
Connaître la forme et la valeur des forces pendant un exercice ne vous apprendra pas à le faire ni plus vite ni mieux.
Cela ne veut pas dire que l'étude des forces ne soit pas intéressant sur un plan théorique.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]