Cinématique : le rayon vecteur et ses dérivées successives En coordonnées cartésiennes

La vitesse du point situé en r s'écrit , et l'accélération .

En coordonnées cylindriques

. .

Ces formules sont basées sur le fait que la dérivée temporelle de deux des vecteurs de base est non nulle : , .

En coordonnées sphériques

, ; , avec: ,

.

Changement de référentiel

Soit un point de rayon vecteur r dans un référentiel . Soit un autre référentiel, , dont l'origine est située au rayon vecteur s dans . Le rayon vecteur du point, déterminé dans est alors . Les vitesses du point peuvent être mesurées dans ou dans . Elles sont notées avec l'indice ou , de même que les accélérations. Vitesse d'entraînement :

Loi de composition des vitesses :

Accélération d'entraînement :

Accélération de Coriolis :

Loi de composition des accélérations :

Dynamique

Quelques forces

Poids :

Interaction électromagnétique entre deux particules séparées par une distance d:

Interaction gravitationnelle entre deux corps séparés par une distance d:

Tension d'un ressort de raideur k et d'allongement u :

Frottement fluide :

Force d'inertie d'entraînement :

Force d'inertie de Coriolis:

Principe fondamental de la dynamique

Vecteur quantité de mouvement : (en général) Principe fondamental de la dynamique :

Principe des actions réciproques : pour deux corps A et B,

Aspect énergétique

Travail élémentaire d'une force F lors d'un déplacement dr:

Travail le long d'un chemin :

Puissance :

On peut aussi définir la puissance comme étant le produit scalaire de la force appliquée au point M avec la vitesse du point :

Énergie cinétique d'un point matériel :

Théorème de l'énergie cinétique :

Énergie mécanique :

Énergie potentielle pour quelques forces conservatives

Chacune de ces énergies est définie à une constante près Pesanteur : ..., ceci pour Ressort :

Force de Coulomb :

Gravitation :

Notion de Moment

Moment cinétique d'un point r par rapport à un point r' :

Par rapport à un autre point r'' :

Moment d'une force F au point de rayon vecteur r' :

Par rapport à un autre point r'' :

Théorème du moment cinétique : .

Oscillateur

Oscillateur harmonique (sans amortissement)

Équation différentielle de la forme : . Pulsation propre :

Période propre:

Solution sous la forme : . Les constantes A et B sont déterminées par les conditions initiales.

Oscillateur avec facteur d'amortissement λ

Équation différentielle de la forme :

Trois cas selon la valeur du discriminant de l'équation caractéristique :

, soit , alors (régime pseudo-périodique) Pseudo-pulsation :

Pseudo-période :

, soit , alors (régime critique) , soit , alors (régime apériodique) Dans chaque cas, les constantes A et B sont déterminées par les conditions initiales.

Articles connexes Mécanique Mécanique newtonienne

Catégorie:Mécanique classique Mecanique