Analogies entre les équations de la rotation et de la translation

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La cinématique

translation rotation
position: (m) q (thêta) (rad)
vitesse: vx (m/s) wz (oméga) (rad/s)
accélération: ax (m/s2) az (alpha) (rad/s2)

translation rotation
  x = xo + vxo t + 1/2 ax t2 q = qo + wzo t + 1/2 a z t2
vx = vxo + ax t w z = wzo + a z t
vx2 = vxo2 + 2axDx wz 2 = wzo2 + 2az Dq

La dynamique

S Fx = m ax S tz = I az

L'énergie cinétique

K = 1/2 mv 2 K = 1/2 Iw 2

Quantité de mouvement et moment cinétique

px = m vx Lz = I wz

 

Le moment d'inertie d'un système composé de plusieurs masses ponctuelles

La masse inertielle m d'une particule est la mesure de son inertie de translation. Elle représente l'opposition qu'offre un corps à voir changer son état de mouvement de translation. En rotation, c'est le moment d'inertie I d'un système qui représente la mesure de l'opposition qu'offre ce système à voir changer son état de mouvement de rotation autour d'un axe (accélération angulaire).

  = S mi ri2  
(valable pour des masses ponctuelles)

Quelques moments d'inertie (distribution de masse uniforme)

Le tableau suivant donne l'expression du moment d'inertie de quelques solides, de masse totale M,  par rapport à un axe passant par leur centre de masse. Pour le cylindre et l'anneau, cet axe est perpendiculaire à leur rayon.

2MR2/5

2MR2/3

MR2/2

MR2

Le moment d'une force (Le moment de force)

Le moment d'une force, c'est sa tendance à faire tourner. Pour faire tourner un corps rigide autour d'un axe fixe, il faut que soit appliquée une force exerçant un moment de force t (tau) par rapport à cet axe.

| tz | = r F sinq

 

http://www.cegep-ste-foy.qc.ca/profs/rfoy
(1998-2009) La physique en ligne