7 : Mécanique des solides

Table des matières

I. Rappels de mécanique du point matériel

1. Principe fondamental de la dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Théorème du moment cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Théorème de la variation d’énergie cinétique . . . . . . . . . . . . . .

4. Choc de deux points matériels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Mouvement d’un point matériel dans un champ
    de forces centrales newtonien (ou coulombien) . . . . . . . . . . . .

6. Oscillateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. Théorèmes généraux de la dynamique des systèmes
de points matériels

1. Notion de torseur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Centre de masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Éléments cinétiques d’un système

3. Torseur cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Torseur dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Énergie cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Théorèmes généraux

6. Forces intérieures et forces extérieures . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Théorème de la résultante dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Théorème du moment cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Relation fondamentale de la dynamique des systèmes . . . . . . . .

10. Théorème de la variation d’énergie cinétique . . . . . . . . . . . . .

11. Cas des référentiels non galiléens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. Cinématique du solide

1. Définition d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Champ des vitesses d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Différents mouvements d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Détermination des caractéristiques du mouvement
    hélicoïdal tangent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Champ des accélérations d’un solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Théorème de composition des vitesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Théorème de composition des accélérations . . . . . . . . . . . . . . .

8. Dérivation d’un vecteur dans un repère mobile . . . . . . . . . . . . .

9. Angles d’Euler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. Cinétique du solide

1. Système de points matériels et système continu . . . . . . . . . . . . .

 

Centre d’inertie

2. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Détermination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Centre d’inertie et centre de gravité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Torseur cinétique

5. Résultante cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Moment cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Moments d’inertie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Théorème de Kœnig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Torseur dynamique

9. Résultante dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Moment dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

Énergie cinétique

11. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12. Théorème de Kœnig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13. Relation entre l’énergie cinétique et la vitesse
      de rotation instantanée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. Étude des liaisons

1. Paramètres primitifs d’un système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Notion de liaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Liaisons par contact direct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Étude cinématique du contact ponctuel entre deux solides . . . .

5. Lois de frottement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Liaisons d’un solide mobile autour d’un axe fixe . . . . . . . . . . .

 

VI. Théorèmes généraux de la dynamique des solides

1. Principe fondamental de la dynamique des solides . . . . . . . . . .

2. Théorème de la résultante dynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Théorème du moment cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Théorème de la variation d’énergie cinétique . . . . . . . . . . . . . .

5. Équilibre d’un solide ou d’un système de solides . . . . . . . . . . .

6. Dynamique du solide dans un référentiel non galiléen . . . . . . .

 

VII. Mouvement d’un solide autour d’un axe fixe

1. Position du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Moment cinétique. Énergie cinétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Application des théorèmes généraux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Équilibrage statique et dynamique d’un solide . . . . . . . . . . . . .

5. Mouvements pendulaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VIII. Quelques problèmes

1. Étude d’une suspension d’automobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Étude de divers systèmes articulés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Glissement d’une barre sur un cerceau . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Roulement d’un cylindre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Mouvements d’un disque et d’une tige . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Mouvement d’un traîneau à glace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

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