Rotation couple et inertie

[PierSt]

Bonjour,

En 2D, sans gravité ni friction externe, 2 objets sont encastrés l'un dans l'autre comme le montre l'image (objet 1 noté 1 et objet 2 noté 2). Ils tournent. Les forces peuvent être comme sur l'image s'il y a de la friction entre les 2 objets (vérifié avec 2 logiciels de simulation dont Comsol). L'objet 1 applique un couple sur l'objet 2 et vice versa. La travail du couple est : couple par angle. L'angle dépend de la vitesse angulaire, cette dernière dépend de l'accélération angulaire. L'accélération angulaire est fonction du couple, du temps au carré et de l'inertie. Comme l'objet 1 peut avoir une inertie autour de son centre de gravité différente de l'objet 2 autour de son centre, comment l'énergie peut elle être constante ?



A bientôt
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[LPFR]

Bonjour.
Désolé, mais je ne comprends pas votre description.
C'est quoi ces forces avec deux pointes de flèche ?

Qui exerce chaque force et qui les subit.
Quelles sont les contraintes ? Vous parlez de rotation. Qui et autour de quel axe ? Rotation libre où avec des couples externes ?

Le dessin et les forces ont un air de "déjà vu" (dans une discussion récente).
Au revoir.

[PierSt]

Pas d'axe, rotation dans l'espace. Rotation libre en effet, aucun couple externe. Les flèches vertes sont les sommes sur 1 et 2. Les objets tiennent comme cela parce qu'il y a les forces centrifuges.

A bientôt

[PierSt]

"Les 2 pointes de flèches": vous parlez des forces 3.84 N par exemple, si oui, c'est la force que 1 applique sur 2 et 2 sur 1 (forces de friction), on ne voit pas bien mais au point de contact il y a bien 2 départs de flèches.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite07941352]

Bonjour,
Vous devriez contacter l'auteur de cette discussion :

http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4856696

Pour le peu que j'en comprends, cela ressemble étrangement ...

[PierSt]

Oui, je l'ai vu, j'avais ma question avec un moteur dont personne n'a répondu et j'ai trouvé cette autre question qui m'a intéressé, j'ai fait les tests. Ceci dit il n'y a pas la réponse...mais merci de m'aider quand même

[LPFR]

Bonjour Catmandou.
Merci. J'avais bien une impression de déjà vu, mais je n'ai pas réussi à trouver l'autre discussion. Bravo !
Celle si est aussi irréaliste que la précédente. Ce n'est pas un problème de physique mais une simple "fantaisie sur simulateur".
Je ne vois pas l'intérêt de continuer sur cette discussion.
J'arrête.
Cordialement,

[PierSt]

Vous pourriez au moins me dire où se trouve l'irréalisme dans les forces, je comprendrai un peu mieux les erreurs provenant des simulateurs. N'oubliez pas que l'objet 1 peut tourner autour de son centre de gravité.

[LPFR]

Vous pourriez au moins me dire où se trouve l'irréalisme dans les forces, je comprendrai un peu mieux les erreurs provenant des simulateurs. N'oubliez pas que l'objet 1 peut tourner autour de son centre de gravité.

Re.
Un problème physique se décrit tel qu'il est crée. Les forces apparaissent "d'elles mêmes" comme conséquence de la description du problème physique et des conditions initiales et des lois de Newton. Et non en les inventant de toutes pièces dans un simulateur.
Bref: décrivez le problème physique et non les forces que vous avez inventées.
A+

[PierSt]

Oui, je comprends bien que donner un instantané est limité par contre je n'ai rien inventé, j'ai repris les forces du simulateur (qui donne sans doute des forces erronées). Le système physique est :

- 2 objets 1 et 2 en rotation, ils peuvent en plus avoir une petite translation
- pas de gravité
- pas de friction externe
- pas de couple externe
- friction entre les 2 objets
- pas d'axe
- une vitesse de rotation initiale pour l'ensemble
- l'objet 1 peut avoir une rotation initiale autour de son centre de gravité mais elle s'estompe assez rapidement avec la friction

Pour avoir ces forces, je place en condition initiale une vitesse de rotation pour l'ensemble, par exemple 6 rd/s, et une petite vitesse de translation, par exemple 0.1 m/s. La translation de départ n'est pas nécessaire mais lorsque l'on fait plusieurs essais marche/arrêt avec changement de conditions initiales, il apparaît vite une petite vitesse de translation.

Les objets sont grands: le grand cercle fait 2 m de diamètre par exemple.

La rotation de l'objet 1 autour de son centre de gravité est modifiée après le lancement.

Je pense pas avoir oublié quelque chose.

[LPFR]

Re.
Dans ce cas, je n'ai pas besoin de simulateur.
Une fois la vitesse du 1 estompé, ils tournent tous le deux à la même vitesse angulaire autour du le l'axe perpendiculaire au dessin qui passe par le centre de masses des objets.
Les seules forces qui restent sont les forces centripètes que chacun exerce sur l'autre.

Mais je pense que ce que vous (ou votre simulateur) calcule ce sont les forces pendant le temps que les deux objets n'ont pas la même vitesse angulaire. L'objet 1 est plaqué sur l'angle par la force centripète qui l'oblige à tourner à la vitesse angulaire de 2. Il y aura des forces de friction sur les côtés. Ces forces créeront un couple qui ralentira la rotation de 1 et accélèrera (ou ralentira suivant les conditions initiales) l'objet 2. Ces forces de friction changeront dans le temps à mesure que la vitesse de rotation de 2 change.
Le calcul des forces de friction demande du soin car la force sur chaque côté dépend de la force sur l'autre.

Le moment angulaire (=cinétique) de l'ensemble se conserve en permanence car il n'y a pas de couples externes.

Comme je vous disais, on ne "met" pas les forces. Elles apparaissent "toutes seules" et il faut les calculer correctement (en fonction du temps).

A+

[PierSt]

ce sont les forces pendant le temps que les deux objets n'ont pas la même vitesse angulaire

Vous voulez dire pendant la phase transitoire si je fixe une vitesse angulaire différente pour l'objet 1 ? Si oui, même avec deux vitesses de rotation très proches, une différence de moins de 1 %, les forces présentent dans l'image précédente sont toujours présentes, je peux laisser tourner l'objet une heure, que ce soit en simulation ou lors d'une pause quelconque, les forces sont bien présentes. J'ai regardé les données du simulateur et les forces sont bien celles dessinées. Bien entendu elles changent en valeur comme si il y avait des "chocs". J'ai mis en cause la fréquence d'échantillonnage et de 400 à 6000 Hz cela ne change pas de manière significative.

[PierSt]

arf, plus le temps de modifier: j'ai oublié de dire, et je pense que c'est important, que la vitesse de rotation de l'objet 1 n'est jamais égale à l'objet 2, si globalement le système tourne à 6 rd/s alors l'objet 1 fait 1 tour toutes les 100 secondes environs (selon le cas) par rapport à l'objet 2, je sais pas si c'est clair, l'objet 1 est presque à la vitesse de l'objet 2 mais pas à légalité.

[LPFR]

Re.
Je maintiens ce que j'ai dit.
Débrouillez-vous pour que le simulateur obtienne la même chose que ce que j'ai dit.
S'il ne le fait pas, vous lui avez donné des mauvaises données, ou il ne simule pas correctement.

Utiliser un simulateur n'a de sens que si vous êtes capable de faire la démarche que j'ai faite. Un simulateur ne peut pas réfléchir à votre place. La seule chose qu'un simulateur sait faire ce sont des calculs plus rapidement et sans se planter: la même chose qu'une calculette.
A+

[PierSt]

Bonjour,

Je vais essayé de corriger le problème. J'ai quand même une question d'ordre générale sur l'inertie, le couple et le travail lors d'une rotation libre avec 2 objets. Lors de la phase transitoire où les vitesses de rotations ne sont pas identiques:

- Y a t-il (ou peut il exister même temporairement) un couple sur l'objet 1, et vice versa sur l'objet 2 ?
- Si ce couple existe, cela change la vitesse de rotation de l'objet 1 et de l'objet 2, l'objet 1 peut tourner autour de son centre de gravité, comment chaque couple fait pour fournir le même travail alors que les inertie ne sont pas les mêmes ?

Merci

A bientôt

[LPFR]

Bonjour.
Vous avez des sérieux trous dans les bases de la mécanique Newtonienne.
Je vous suggère d'étudier ces bases avant de vous lancer dans des problèmes qui dépassent vos connaissances.
Si vous n'avez pas des livres de physique, regardez "mécanique du solide" dans le bibliothèque virtuelle du forum.

Étudiez la conservation du moment angulaire (ou cinétique).
Au revoir.