Tdmeca 11 Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice Série d ? exercices SERIE D ? EXERCICES N SOLIDE EN ROTATION AUTOUR D ? UN AXE FIXE Exercice mouvement d ? une machine tournante intérêt du volant Régime transitoire Initial

Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice Série d ? exercices SERIE D ? EXERCICES N SOLIDE EN ROTATION AUTOUR D ? UN AXE FIXE Exercice mouvement d ? une machine tournante intérêt du volant Régime transitoire Initialement immobile une machine tournante de moment d ? inertie J par rapport à son axe est soumis e à partir de l ? instant t à l ? action d ? un couple moteur de moment ? ? constant Etudier le mouvement de la machine en supposant que l ? ensemble des forces de frottement a un moment de la forme - k ? Analyser ce mouvement en identi ?ant d ? abord la vitesse angulaire ? atteinte en régime permanent ainsi que le temp s de relaxation du système In uence d ? une vibration On reprend l ? étude précédente en supposant que en raison de vibrations indésirables le couple moteur n ? est plus une constante mais est modulé à la fréquence ? avec un taux de modulation ? ? cos t Reprendre l ? étude du mouvement en établissant l ? équation di ?érentielle dé ?nie par la fonction t telle que ? t ? t Montrer que au bout d ? un temps su ?sant t est une fonction sinuso? dale de pulsation que l ? on cherchera sous la forme t cos t - ? Déterminer les constantes et ? en fonction des données et Rôle d ? un volant A l ? aide des expressions précédentes expliquer pourquoi de façon à régulariser le fonctionnement d ? une machine tournante on adjoint aux parties tournantes un anneau massif et de grand rayon appelé volant Exercice pendule pesant Un pendule est constitué par un récipient sphérique à parois minces de rayon R rempli d ? eau Le récipient est ?xé à une tige rigide légère La distance du point de suspension O au centre du récipient est égale à l Exprimer le rapport T T o? T est la période des petites oscillations pour l ? eau liquide et T celle pour l ? eau gelée On donne le moment d ? inertie d ? une sphère pleine de masse M par rapport à un de ses diamètres J M R On néglige la viscosité de l ? eau ainsi que la variation du volume lors de la solidi ?cation y x Exercice une expérience classique Le sujet de l ? expérience est assis sur un tabouret tournant et tient deux haltères de masse m Pour simpli ?er nous admettrons que ? les haltères sont ponctuelles ? du point de vue de la rotation autour de Oz le sujet et son tabouret sont équivalents à un système de points matériels de moment d ? inertie J par rapport à Oz ? la rotation est sans frottement Le présentateur lui demande de tendre les bras ce qui place les haltères à une distance r de l ? axe Il lui imprime

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