Dans le référentiel terrestre le disque horizontal de l'exercice précédent tourne à 500 tours / minute autour d'un axe vertical.
1 - Nous avons calculé la valeur de la vitesse constante d'un point M situé à R = 5,0 cm de l'axe. Nous avons trouvé V = 2,62 m / s.
Le disque ralentit alors et la vitesse de M obéit à la relation V = 2,62 - 0,10 t (la date t est en seconde).
Calculer les valeurs et représenter les vecteurs vitesse 1 et accélération
1 du point M à la date t1 = 10 s.
2 - Combien de temps faut-il au disque pour s'arrêter ?
1 - Calculons les valeurs et représentons les vecteurs vitesse
1 et accélération 1 du point M à la date t1 = 10 s.
Vecteur vitesse 1 :
La vitesse à l'instant t a pour valeur V = 2,62 - 0,10 t
(11)
A la date 0 s la vitesse du point M est V = 2,62 m / s.
(12)
A la date t1 = 10 s vitesse du point M est V1 = 2,62 - 0,10 t1 = 2,62 - 0,10 x 10 = 1,62 m / s.
V1 = 1,62 m / s
(13)
Le vecteur 1 est tangent à la trajectoire circulaire.
(14)
Vecteur accélération 1 :
La vitesse à l'instant t a pour valeur V = 2,62 - 0,10 t
(11)
On sait que
(15)
On calcule l'accélération tangentielle à la date t1 = 10 s :
a1T = (dV / dt)1 = - 0,10 m/s2
(16)
On calcule l'accélération normale à la date t1 = 10 s:
a1N = V12 / R = 1,622 / 0,05 = 52,5 m/s2
(17)
(18)
Vecteur vitesse 1 :
1 = 1,62 + 0
(18)
1
est tangent à la trajectoire.
Vecteur accélération 1 :
1 = - 0,10 + 52,5
(19)
2 - Calculons le temps mis par le disque pour s'arrêter.
Le disque ralentit alors et la vitesse de M obéit à la relation V = 2,62 - 0,10 t (la date t est en seconde).
(11)
La vitesse V deviendra nulle à la date tfin telle que 0 = 2,62 - 0,10 tfin soit :
tfin = 2,62 / 0,10 = 26,2 s
(20)