Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire
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Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire



  1. #1
    nlbmoi

    Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire


    ------

    Bonsoir,

    A l'aide d'un accéléromètre, j'ai obtenu les accélérations selon les 3 axes cartésiens (x, y et z) d'une masse au cours d'un mouvement de rotation (pendule simple).
    J'aimerais pouvoir remonter à l'accélération angulaire mais je suis bloqué.
    Pourriez-vous m'aider ?

    Merci

    -----

  2. #2
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Bonjour,

    Considérez un solide en mouvement de rotation autour d'un axe donné (fixe ou mobile selon votre cas), puis déterminez l'accélération d'un point qui sera la point où est placé votre accéléromètre.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  3. #3
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Remarque : attention à l'accélération de la pesanteur.

  4. #4
    nlbmoi

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Bonjour

    Merci, en fait je me suis un peu mal exprimé dans ma demande, désolé : j'aimerais obtenir la solution temporelle d'oscillation du pendule sur les axes x et y.
    Je n'ai aucun souci pour déterminer l'accélération dans chacun des 2 systèmes de coordonnées

    Pour éviter de traîner la valeur de la tension du fil, je pars du PFD en sphérique en projection sur pour arriver à la relation "classique" de l'oscillateur, en considérant l'angle petit on arrive alors à
    j'essaye ensuite de basculer en sphérique mais je suis bloqué car en intégrant , l'accélération (selon s'écrit : et c'est là que je suis bloqué avec le 2ème terme !

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Soit vous raisonnez en sphériques et donc vous obtenez par projection orthoradiale et donc c'est fini.

    Soit vous raisonnez en cartésiennes et alors , et là c'est un peu plus lourd, mais on y arrive.

    Si vous mélangez les deux, c'est normal que cela soit compliqué.

    Je ne comprends pas trop non plus : comment la connaissance de permet de calculer l'accélération ? Vous dérivez quoi ?

  7. #6
    nlbmoi

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Dans mon expérience du pendule simple, comme je connais les accélérations selon x et y au cours du temps ; j'aimerais donc connaître les équations du mouvement sur ces axes pour corréler l'expérience à la théorie

  8. #7
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Il faudrait préciser votre montage expérimental : je ne vois pas trop comment mesurer avec un accéléromètre les accélérations d'un pendule selon x et y (au sens où vous l'entendez : ). Un dessin ? Une photo ?

    Si vous connaissez (je répète votre x), on obtient x sans problème (physiquement, numériquement/informatiquement c'est autre chose)

  9. #8
    nlbmoi

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    J'ai pris un pendule simple auquel j'ai accroché un accéléromètre (LSM9DS1 pour être exact) connecté via Arduino pour la récupération des données.
    Les courbes obtenues sont les suivantes :
    Nom : pendule_simple1.jpg
Affichages : 85
Taille : 101,9 Ko

  10. #9
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    En fait, ce que je désirai c'était un dessin ou une photo, pas des courbes.

    Je m'explique : pour pouvoir mesurer l'accélération selon votre x, il faudrait que la direction Ox reste verticale, ce qui me parait compliqué.
    Si vous avez rigidement fixé votre accéléromètre à votre pendule, l'axe des x est en fait l''axe radial et l'axe y l'axe orthoradial.

  11. #10
    nlbmoi

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    J'ai fait coincider un des axes avec la verticale du pendule à l'équilibre : il reste donc toujours dans l'axe du fil du pendule.
    C'est avec votre réponse que je me dis qu'effectivement, l'accéléromètre étant fixé au pendule, les axes correspondent aux axes radial et orthoradial.
    Je dois pouvoir remonter à la valeur de l'angle

  12. #11
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    OK, c'est bien cela.
    Attention à ma remarque du message #3, l'accéléromètre mesure tout l'accélération due au mouvement et l'accélération de la pesanteur (principe d'équivalence oblige).

  13. #12
    nlbmoi

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Sur les courbes obtenues, le décalage d'une valeur d'environ 9 est dû à l'accélération de la pesanteur qui est toujours mesurée sur l'axe vertical ?

  14. #13
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    C'est bien cela sauf que votre axe x ne reste pas vertical, et la composante de pesanteur va varier (g cos \theta).
    D'autre part l'axe y va récupérer aussi une composante de pesanteur (g sin \theta).

    Voir le début de : AN3461 (jusqu'à la page 5)

    Le LSM9DS1 possède aussi un magnétomètre et un gyroscope, on peut les utiliser simultanément pour s'en sortir : adafruit ... sensor-fusion-algorithms

    Ceci étant, sachant que vous avez un pendule avec un mouvement contraint, il doit être possible de récupérer les deux accélérations voulues.

  15. #14
    gts2

    Re : Passage coordonnées cartésienes - accélaration angulaire

    Autre référence claire : https://arxiv.org/pdf/1406.3867.pdf

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