14.2.25 Le disque tourne avec une vitesse angulaire ? = 8 rad/s. Le point M de masse m = 1 kg se déplace le long du rayon du disque selon la loi s = 0,2t. Déterminez le module de quantité de mouvement de ce système mécanique au temps t = 0,5 s. (0,825)
Le problème 14.2.25 consiste à déterminer le module de quantité de mouvement d'un système mécanique au temps t = 0,5 s. Pour résoudre le problème il faut connaître la vitesse angulaire du disque ? et la loi du mouvement du point M le long du rayon du disque s(t).
Le disque tourne avec une vitesse angulaire ? = 8 rad/s. La loi du mouvement du point M le long du rayon du disque est donnée par l'expression s = 0,2t, où s est le chemin parcouru par le point M le long du rayon du disque au temps t.
Pour déterminer l'impulsion du système, nous utilisons la formule p = mv, où p est l'impulsion, m est la masse du corps, v est la vitesse du corps.
La vitesse du point M peut être trouvée comme la dérivée temporelle du chemin : v = ds/dt. Pour ce faire, on trouve la dérivée de la fonction s(t) : ds/dt = 0,2.
Nous pouvons maintenant calculer la vitesse du point M au temps t = 0,5 s : v = ds/dt * t = 0,2 * 0,5 = 0,1 m/s.
La masse du point M est de 1 kg. Alors la quantité de mouvement du système est p = mv = 1 * 0,1 = 0,1 kg m/s.
Ainsi, le module de quantité de mouvement du système mécanique au temps t = 0,5 s est égal à 0,1 kg m/s.
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Solution au problème 14.2.25 de la collection Kepe O.?. consiste à déterminer le module de quantité de mouvement d'un système mécanique au temps t = 0,5 s.
Le disque tourne avec une vitesse angulaire ? = 8 rad/s, et le point M de masse m = 1 kg se déplace le long du rayon du disque selon la loi s = 0,2t.
Pour résoudre le problème, il faut calculer la vitesse de déplacement du point M au temps t = 0,5 s, en utilisant la loi du mouvement s = 0,2t.
s = 0,2t s(0,5) = 0,2 * 0,5 = 0,1 m
Ensuite, vous devez déterminer la vitesse linéaire v du point M :
v = ω * r
où ω est la vitesse angulaire du disque, r est le rayon du disque.
r = s(0,5) = 0,1 m ω = 8 rad/s
Alors
v = 8 * 0,1 = 0,8 m/s
Enfin, le module de quantité de mouvement du système est déterminé par la formule :
p = m * v
où m est la masse du point M.
m = 1 kg
Alors
p = 1 * 0,8 = 0,8 kgm/s
Ainsi, le module de quantité de mouvement du système mécanique au temps t = 0,5 s est égal à 0,8 kg m/s.
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