La précession ... expliquez-moi SVP ! :)
Bonjour à tous !
Comme souvent en physique, j'ai besoin de ressentir ce qu'il se passe pour intégrer une notion, voir les formules c'est bien mais ça ne me satisfait pas. Pour la précession ça ne vient pas et j'ai quelques questions à vous soumettre si vous le voulez bien.
J'entends bien l'idée que, pour un solide en rotation, un couple appliqué perpendiculairement a son moment cinétique modifie ce dernier ce qui entraîne sa rotation (= la précession). C'est effectivement ce que l'on observe avec l'expérience de la roue de vélo en rotation autour de son axe horizontal suspendu par une extrémité. Le poids engendre un couple perpendiculaire au moment cinétique et la roue précesse. Très bien.
Pourquoi la roue devrait-elle précesser dans son ensemble ? N'est-ce pas seulement la direction du moment cinétique qui devrait changer ? Question subsidiaire: peut-on changer la direction du moment cinétique sans changer l'orientation du solide lui-même ? Certes pour une roue de vélo cela paraît compliqué étant donné que l'axe de rotation est matérialisé mais imaginons une boule libre de tourner autour de n'importe quel axe, verra t-on aussi la boule précesser ou est-ce seulement son axe de rotation qui changera de direction ?
Ensuite, si la roue de vélo précesse, cela ajoute une nouvelle composante à son moment cinétique n'est ce pas ? Dans le cas de notre expérience, une composante verticale car la roue précesse autour d'un axe vertical. Mais une composante du moment cinétique n'apparaît que sous l'action d'un couple appliqué au solide non ? Mais d'où vient ce couple vertical dans l'expérience de la roue de vélo ?
J'ai essayé de réfléchir à la question et voilà où j'en suis arrivé: le poids qui s'applique sur la roue de vélo tend à changer l'orientation de son axe de rotation. Si la roue ne tournait pas, son axe changerait d'une direction horizontale à verticale (car l'axe est suspendu à une extrémité). Quand la roue tourne, son moment cinétique est initialement entièrement horizontal (le long de son axe). L'application du poids change légèrement sa direction. De ce fait, le moment cinétique de la roue n'est plus parfaitement horizontal et acquiert une composante verticale. Le problème est qu'aucun couple vertical n'a été appliqué, donc si une composante verticale apparaît alors le principe de conservation du moment cinétique est violé. Pour éviter cela, la nature n'a d'autre choix que de provoquer une rotation autour d'un axe vertical dans le sens inverse, c'est la précession. Ceci annule la composante verticale qui serait apparue sinon. Sacrée dame nature !
J'espère être à peu près clair, dîtes-moi ce que vous en pensez.
Merci par avance pour vos éclaircissements !
Etrange
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