Vecteur force et déplacement orthogonal
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Vecteur force et déplacement orthogonal



  1. #1
    Quod

    Vecteur force et déplacement orthogonal


    ------

    Bonjour,

    J'ai peut être mal interprété ce que l'on m'a enseigné.
    J’ai cru comprendre, qu’un vecteur force qui déplace son point d’application perpendiculairement à son sens , ne fournit pas d’énergie.
    Je voudrais savoir comment cela est possible (le déplacement) et s’il existe des systèmes d’engrenages permettant cette situation.

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Salut,

    Citation Envoyé par Quod Voir le message
    J'ai peut être mal interprété ce que l'on m'a enseigné.
    J’ai cru comprendre, qu’un vecteur force qui déplace son point d’application perpendiculairement à son sens , ne fournit pas d’énergie.
    Non, c'est tout à fait exact. L'exemple typique étant un corps en orbite ciculaire (force centripète perpendiculaire à la trajectoire).

    Citation Envoyé par Quod Voir le message
    et s’il existe des systèmes d’engrenages permettant cette situation.
    A priori avec des engrenages à pivot fixe, non, car les forces sur les dents sont tangentielles (et la rotation l'est aussi donc).
    Mais avec des systèmes à pivot mobile, comme les cardans par exemple, je serais moins affirmatif. C'est à vérifier.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    stefjm

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Exemple de forces qui ne travaillent pas :
    - Force magnétique q.v vect B, orthogonale au déplacement.
    - Le poids lors des déplacement horizontaux.
    - Les réactions sans frottement perpendiculaires au déplacement.
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».

  4. #4
    Quod

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Merci pour vos réponses rapides, Deedee81 et stefjm.
    J'ai très bien compris avec les exemples que vous avez donnés.
    Bonne fin de Dimanche à vous.
    Dernière modification par Quod ; 08/05/2022 à 16h13.

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

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Bonjour,

    Est-il raisonnable de penser que ce serait valable aussi pour les couples mécaniques.
    Un couple de force qui déplacerait son axe de rotation perpendiculairement à la rotation de cet axe ne fournirait donc pas d’énergie.
    Pour illustrer ma question, j’ai imaginé ce système d’engrenages ou le couple de forces (F = F’) ne devrait fournir aucune énergie sur l’axe noir horizontal.
    Nom : 3 engrenages couple.png
Affichages : 192
Taille : 14,8 Ko
    L’axe horizontal noir est libre par rapport à la carcasse et est solidaire de l’axe noir vertical.
    Le pignon conique (noir gris) est libre sur son axe noir vertical et est en prise sur la carcasse ainsi qu’avec la couronne couleur or.
    La couronne conique or est libre sur l’axe noir et est en prise avec le pignon (noir gris) et bleu.
    L’axe vert est libre sur l’axe horizontal noir.
    Le pignon conique bleu est libre sur l’axe vert et est en prise avec le pignon conique noir solidaire de l’axe noir horizontal, ainsi qu’avec la bague conique or.
    Par avance merci pour votre aide.
    Dernière modification par Quod ; 09/05/2022 à 11h13.

  7. #6
    Quod

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Bonjour,

    Je comprends pourquoi je n'ai pas encore eu de réponse, mon plan et raisonnement sont incorrectes.
    Je reformule donc ma question.
    Nom : Principe couple et orthogonalité.png
Affichages : 159
Taille : 24,4 Ko
    L’axe horizontal noir est libre par rapport à la carcasse et est solidaire des deux axes noirs orthogonaux (verticaux).
    Les deux pignons coniques (noir gris) sont libres sur leur axe noir vertical et sont respectivement en prise ; l’un sur le pignon conique de la carcasse et le pignon conique or, l’autre sur le pignon conique or et le pignon conique vert.
    La bague conique or constituée de deux pignons coniques or, est libre sur l’axe noir horizontal et est en prise avec les deux pignons coniques (noir gris).
    Le pignon conique vert est libre sur l’axe horizontal noir et est en prise avec le pignon conique or.

    En A:
    F et F’ sont appliquées sur les engrenages coniques or et vert, elles se retrouvent, en couple de forces (F F’) sur le pignon conique (noir gris) en prise avec les pignons coniques or et vert.

    En B:
    Par rapport à la carcasse (point d’appui), F se retrouverait sur l’axe du pignon conique (noir gris) en prise avec la carcasse d’une valeur de 2F.
    Par rapport au pignon conique or (point d’appui), F’ se retrouverait sur l’axe du pignon conique (noir gris) en prise avec les pignons coniques or et vert, d’une valeur de 2F’.

    Si je ne me trompe pas, le couple (F F') en A, ou (2F 2F’) en B, devrait être incapable de mettre l’axe noir horizontal en mouvement ?

  8. #7
    le_STI

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Salut,

    le pignon conique noir étant en prise sur la carcasse et la rotation de la pièce orange entraînant la rotation dudit pignon noir, l'axe noir tournera également...

    Il n'est d'ailleurs pas nécessaire d'avoir un couple de force pour mettre l'ensemble en mouvement, une seule force suffit (appliquée sur la pièce orange ou sur un des deux pignons coniques puisque la pièce verte reste fixe par rapport au bâti).

    L'application du couple de forces 2F et 2F' (drôle d'appellation : ça donne l'impression que leur norme vaut 2*F) n'a aucun sens, puisque les axes de ces deux pignons font partie d'une seule et même pièce : l'axe noir.
    Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)

  9. #8
    Quod

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Bonjour,
    Merci, le_STI.
    La formulation du couple n’est effectivement pas académique. Mon enseignement date de plus de 55 ans et je n’ai pas fait de mise à jour. D’où la difficulté de me faire comprendre. En cela, je vous remercie pour votre patiente et votre investissement à déchiffrer mes écrits.
    Effectivement une seule force suffit pour mettre l’ensemble en mouvement.
    Soit sur l’axe noir (flèche noir), soit F sur la pièce orange. Dans ce cas ma question est nulle et non avenue.
    Reste la force F’, peut-elle mettre l’ensemble en mouvement. Oui car toutes les pièces sont libres sur leur axe respectif.
    Le mouvement serait-il opposé au mouvement de la force F. Oui car son sens est opposé.
    Si les deux forces F et F’ seraient appliquées en même temps, cette opposition sera-t-elle équilibrée. Je le pense, car (sens considération des pertes) les engrenages transmettent toujours les forces et les puissances qu’ils reçoivent.

    Sauf erreur de ma part, je pense que le couple de force F et F’ serait incapable de mettre l’ensemble en mouvement, mais je peux me tromper.

  10. #9
    le_STI

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    F' ne peut pas mettre l'ensemble en mouvement parce que la pièce verte ne peut pas tourner par rapport au bâti.

    Disons que l'on applique la force F' et que l'on bloque l'axe noir : la couronne verte devrait avoir tendance à faire tourner le pignon gris, celui-ci aurait tendance à entraîner la pièce orange, qui aura elle-même tendance à faire tourner le pignon noir, qui engrène sur le bâti.
    Axe noir bloqué = pignon noir ne peut pas tourner = pièce orange non-plus = pignon gris non-plus = pièce verte non-plus

    Maintenant si on imagine que l'on fait tourner l'axe noir :
    le pignon noir engrène sur le bâti -> il entraine la pièce orange -> le pignon gris a un mouvement symétrique à celui du pignon noir -> la pièce verte a un "mouvement" symétrique à celui du bâti = la pièce verte ne bouge pas.

    Il n'y a donc aucun moyen de faire bouger la pièce verte par rapport au bâti, ce qui signifie qu'une force appliquée sur cette pièce sera simplement reportée sur le bâti sans mette en mouvement les autres pièces.
    Et inversement cette force ne pourra pas non-plus stopper le mouvement des pièces (si on néglige les frottements), ce qui veut dire que le couple F + F' mettra en mouvement l'ensemble (F fera tourner les pièces, F' n'aura aucune action).

    Ceci sous réserve de vérification (tout fait de tête ), mais je suis plutôt sûr de ce que j'avance.
    Ces informations vous sont fournies sous réserve de vérification :)

  11. #10
    Quod

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Bonjour,

    Quelque chose me chiffonne, j'y réfléchis.
    Merci A+

  12. #11
    Quod

    Re : Vecteur force et déplacement orthogonal

    Bonjour,

    OK, j'ai tout compris, un grand merci pour vos explications le_STI. J’ai bien compris où je faisais l’erreur de raisonnement.
    Ce forum est formidable, merci à tous les participants.
    Cordialement,

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