Inertie ... Mécanique nique nique....

Inertie ... Mécanique nique nique.... - Aide aux devoirs - Emploi & Etudes

Marsh Posté le 28-12-2006 à 10:18:09    

Bonjour,
J'ai vraiment du mal avec le calcul d'inertie.
Qu'est ce que un tenseur d'inertie ?
Un moment d'inertie ?
Un produit d'inertie ?
Les axes principaux d'inertie ?
 
Prenons un exemple :  
 

Citation :

On considere un parallelipipede rectangle de cotes a, b et c, ayant une densite de
masse homogene .
 
   1. Determiner les axes principaux d’inertie de ce solide, sans effectuer de calculs.
   2. Calculer toutes les composantes du tenseur d’inertie de ce solide, dans les axes
      principaux d’inertie.
   3. Determiner les moments principaux d’inertie de ce solide.


 
Pour la a) , l'origine est au centre du para. et les 3 plans d'inertie sont Oxy , Oxz , Ozy. Pourquoi ?
 
Pour la b) , le calcul commence :
http://futura-sciences.com/cgi-bin/mimetex.cgi?I_{xx}%20%20=%20\int\limits_{%20-%20c/2}^{c/2}%20{\int\limits_{-b/2}^{b/2}%20{\int\limits_{-a/2}^{a/2}{\rho%20(y^2%20+%20z^2%20)dxdydz}%20}%20}
 
D'ou vient cette expression ? Les bornes ?  
 
Idem  pour :

Citation :

2. Une patineuse artistique tourne sur elle-meme les bras tendus à l’horizontale. Après
avoir levé les bras à la verticale, sa vitesse angulaire semble avoir fort augmenté.
(a) Calculer le moment d’inertie de la patineuse par rapport à son axe de rotation,
lorsque ses bras sont horizontaux, puis lorsqu’ils sont verticaux. On modélise le
corps de la patineuse par un cylindre de masse M, de rayon R et de hauteur
H, ses bras par 2 tiges minces ayant chacun une masse DeltaM et une longueur L,
et partant du bord du cylindre à l’horizontale ou à la verticale.


 
On démare avec :  
http://futura-sciences.com/cgi-bin/mimetex.cgi?I_{zz}%20(cyl)%20=%20\int\limits_{%20-%20H/2}^{H/2}%20{\int\limits_0^{2\pi%20}%20{\int\limits_0^R%20{\frac{M}{{\pi%20R^2%20H}}(x^2%20%20+%20y^2%20)rdrd\theta%20dz}%20}%20}%20%20=%20{\int\limits_0^{2\pi%20}%20{\int\limits_0^R%20{\frac{M}{{\pi%20R^2%20}}r^2%20rdrd\theta%20}%20}%20}
 
Je ne vois pas du tout d'ou vient l'expression de l'intégrale ni même la première intégration...
En bref, je suis un peu perdu, si quelqu'un savait me dépétrer un peu, je lui serait reconnaissant :cry:  
 
Merci

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Marsh Posté le 28-12-2006 à 10:18:09   

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Marsh Posté le 28-12-2006 à 11:31:32    

bon de tete...
si je me souviens bien le centre d'inertie d'un corps, c'est son centre de gravité. comme ton solide a une densité d emasse homogène...c'est le 'milieu' ta boite.
les moments d'inertie sont calculés sur le volume, donc si le centre du repere est au centre de ta 'boite', tu comprendras aisement les bornes de l'integrale triple (ie. les coordonnées des coins de la boirtes dans ton systèmes d'axes)
pour la formule, rho est constant (dans l'enonce) il ne depend pas de x, y, z. le reste revoit la demo et la def dans ton cours :D
les moments principaux (Iyy et Izz) se trouve aisement à partir de Ixx...bon là, à priori il y a des axes de symetrie, donc ca peut servir :)
 
 
pour le second pb. comme ta patineuse c'est 3 cylindres, tu evalues le moment d'inertie d'un cylindre, puis tu sommes  les trois en faisant gaffe au repere et à la diff de masse. comme cest des cylindres on passe en coordonnées cylindrique (R, theta, z), donc pour decrire un cylinde, de rayon r et de hauteur z, on a une triple integrale sur r :0->R, sur z:-h/2->h/2 (centre de gravite est au milieu de ton cylindre), et pour theta 0->2pi
 
voila, je ne sais pas si cela t'aide

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Marsh Posté le 28-12-2006 à 11:56:58    

Je rajoute juste que dans le cas où rho est constante, les axes principaux d'inertie sont les axes de symétrie géométrique du solide qui ne sont autres que les axes de symétrie massique.
Après les expression des différents élements de ton tenseur d'inertie,c'est du cours. Peut être n'as-tu pas compris que l'expression M/(pi*R^2*H) est analogue à un rho?

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Marsh Posté le 28-12-2006 à 11:59:24    

Oki merci ,je cerne un peu mieux le truc !
J'avais simplement pas capté que http://futura-sciences.com/cgi-bin/mimetex.cgi?I_{xx}%20%20=%20\int\limits_{%20-%20c/2}^{c/2}%20{\int\limits_{-b/2}^{b/2}%20{\int\limits_{-a/2}^{a/2}{\rho%20(y^2%20+%20z^2%20)dxdydz}%20}%20}
Etait la formule "de base" , je pensais que c'était une equation de solide modifiée ou je ne sais quoi. C'est pour ça que je "bloquais" dés le départ !
 
Et pour ce qui est d'assimiller la démo de tout ça, j'ai abandonné l'idée vu la gueule du truc ^^.

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Marsh Posté le 28-12-2006 à 12:03:11    

arobase6 a écrit :

Peut être n'as-tu pas compris que l'expression M/(pi*R^2*H) est analogue à un rho?


 
Aussi ^^

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