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Centre d'inertie et barycentre

Posté par
ptitetoile79
08-01-10 à 18:11

Bonjour, je suis une élève de 1ere S et je n'arrive pas du tout à mon DM ! Je l'ai en pièces jointes ici !

Alors ...  je sais qu'il ne faut pas donner d'énoncé "BRUT" mais là je coince carrément et le but étant de bien comprendre bien sûr et pas d'avoir les réponses comme ça, alors si vous pouviez m'aider au fur et à mesure des questions, ce serait gentil !

Merci !

ps : un agrandissement de la photo est nécessaire donc téléchargez-la

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 18:15

Bonjour,
Sur ce site , le minimum demandé , pour obtenir de l'aide, est de recopier l'énoncé , les scans ou pièces jointes ne sont pas autorisés.

Posté par
Rudi
re : Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 18:15

bonjour, écris ton énoncé sans le scanner

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 18:19

d'accord je vais le faire désolée

Posté par
ptitetoile79
Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 18:46

Me revoici, je vous donne l'énoncé :

---->

On admet les propriétés suivantes relatives au centre d'inertie d'une plaque homogène:
-> si la plaque admet un centre de symétrie, c'est aussi le centre d'inertie;
-> si la plaque admet un axe de symétrie, le centre d'inertie appartient à cet axe;
-> une plaque triangulaire admet pour centre d'inertie son centre de gravité;
-> si la plaque est constituée de deux parties de centre d'inertie respectifs O et O' et de masses respectifs m et m';
alors son centre d'inertie est le barycentre des points pondérés (O,m) et (O',m')

A. Première méthode

La plaque homogène est composée de quatre parties carrées superposables. Sans faire aucun calcul, mais en utilisant deux << décompositions>> différentes de cette plaque, construire son centre d'inertie O.

B. Deuxième méthode

Démontrer que le centre d'inertie O est le milieu de [IF].

C. Troisième méthode

On se place à présent dans le repère (A,AB,AC).
Dans ce repère, préciser les coordonnées des points L et K. Après avoir justifié que O est le barycentre de (L,3) et (K,1), calculer les coordonnées de O dans le repère (A, vecteur AB, vecteur AC)


B) APPLICATIONS :

Dans l'exemple précédent, on a déterminé le centre d'inertie d'une plaque homogène à l'aide de trois méthodes différentes.

Utiliser au choix l'une d'entre elles pour déterminer le centre d'interie des plaques homogènes ci-contres

C) LES PLAQUES EVIDEES

ABCDE représente une plaque métallique homogène carrée.
C est le centre de ABDE.
On retire la partie triangulaire BCD (en jaune) pour obtenir la plaque pentagonale ABCDE.
On appelle G le centre d'inertie de la plaque BCD.
On appelle O le centre d'inertie de ABCDE.
On cherche a construire O.

a) Justifier que C est le barycentre de (G;1) et (O;3)

b) En déduire que O est le barycentre de (C;4) et (G;-1). Construire le point O.

(On peut ainsi, selon le même principe, déterminer le centre d'inertie d'une plaque évidée, à l'aide du centre d'inertie de la plaque "avant EVIDEMENT", et du centre d'inertie de la " partie évidée "

c) Exemples de plaques évidées

DETERMINER le centre d'inertie de chacun des plaques évidées ci-contreCentre d\'inertie et barycentre

*** message déplacé ***

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 18:53

et merci d'avance à ceux qui vont prendre du temps pour m'aider !



bon courage ! moi je l'ai déjà utilisée, c'est pourquoi je me tourne vers vous !

*** message déplacé ***

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 20:22

personne ?

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 08-01-10 à 21:28

Bonjour,
figure 4 carrés
1ère méthode
L centre d'inertie des 3 carrés alignés et K centre d'inertie du 4ème
O est sur [LK] et sur [IJ]
I centre d'inertie de 2 carrés J centre d'inertie des 2 autres
0 est sur [IJ]
donc 0 est l'intersection de (LK)et (IJ)
2ème méthode`
O milieu de [IJ]
I centre d'inertie de 2 carrés J centre d'inertie des 2 autres  O est l'isobarycentre O milieu de [IJ]
O milieu de [IJ]
3ème méthode
On se place à présent dans le repère (A,AB,AC).??? précise ces points
je regarde la suite

Centre d\'inertie et barycentre

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 11:31

Merci pour vos premières réponses !

" 3ème méthode
On se place à présent dans le repère (A,AB,AC).??? précise ces points"

donc pour les coordonnées des points L et K comment faire d'abord je justifie que 0 est le barycentre de (L,3) et (K,1) pour ensuite utiliser la formule du cours qui parle des coordonnées d'un point ?

Mais comment justifier que 0 est le barycentre de (L,3) et (K,1) ?

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 11:39

Sur la 1ere figure les points A, B et C sont placés???
O barycentre des points (L;3)et (K;1), par associativité L est le barycentre de 3 carrés et K est celui d'UN carré ,les carrés sont identiques ,donc ils ont la même masse

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 11:46

a oui pardon les points a, b et c, sont placés sur le premier carré en haut à gauche,

le point C est en haut à gauche, au sommet, de même pour le point A en bas à gauche et le B en bas à droite, ils sont sur les sommets enfin j'espère que vous voyez

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 12:33

A(0;0)
B(1;0)
C(0,1)
L(1,5;0,5)
K(1,5;-0,5)
x_O=\fr{1}{4}(3\time 1,5+1,5)=1,5
 \\ y_O=\fr{1}{4}(3\time 0,5-0,5}=\fr{1}{2}

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 12:38

... a ui avec la formule du cours j'ai compris également !

merci !

pour la partie B, quelle figure est plus facile à comprendre pour déterminer le centre d'inertie ?

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 13:29

soit la 2 méthode  ou la méthode 3
ci joint la 2 méthode

Centre d\'inertie et barycentre

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 13:32

supprime les axes...

Centre d\'inertie et barycentre

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 18:20

re !

je voulais revenir sur

"L centre d'inertie des 3 carrés alignés et K centre d'inertie du 4ème
O est sur [LK] et sur [IJ]"

comment réussissez-vous à affirmer que O est sur [LK] et sur [IJ] ???

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 18:46

...

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 09-01-10 à 21:15

il faut apprendre le cours....
le barycentre G de deux points (A;m) et (B;n) est sur la droite (AB)

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 09:37

Pour B) applications

comment faites-vous pour trouver le centre d'inertie 0
d'accord vous vaez trouvé le centre d'inertie partiel du carré et du triangle, mais comment on fait pour placer 0 ensuite ???

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 09:57

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 11:55

Re ! J'ai réussi le B) Applications

j'ai décomposé la figure en deux décompositions et finalement ce n'est pas si dur !

mais je bloque (déjà) pour la C) LES PLAQUES EVIDEES

ABCDE représente une plaque métallique homogène carrée.
C est le centre de ABDE.
On retire la partie triangulaire BCD (en jaune) pour obtenir la plaque pentagonale ABCDE.
On appelle G le centre d'inertie de la plaque BCD.
On appelle O le centre d'inertie de ABCDE.
On cherche a construire O.

a) Justifier que C est le barycentre de (G;1) et (O;3)

b) En déduire que O est le barycentre de (C;4) et (G;-1). Construire le point O.

(On peut ainsi, selon le même principe, déterminer le centre d'inertie d'une plaque évidée, à l'aide du centre d'inertie de la plaque "avant EVIDEMENT", et du centre d'inertie de la " partie évidée "

... pouvez-vous me guider ?

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 13:50

Posté par
beret
re 10-01-10 à 14:56

comment tu as fais pour le B

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 19:07

Pour le carré évidé
G centre d'inertie du triangle BCD de masse m
0 centre d'inertie de la plaque ABCDE de masse 3 m
supposons le carré non évidé C est le centre de gravité
\vec{CG}+3\vec{C0}=\vec{0}
le carré est évidé
O est le barycentre de (C;4) et (G;-1). Construire le point O.
4\vec{OC}-\vec{OG}=\vec{0}
 \\ 3\vec{OC}=\vec{CG}
 \\ \vec{CO}=\fr{1}{3}\vec{GC}

pour le disque évidé
de centre O de rayon r de masse m
de centre I de rayon r/2 de masse m/4 ( rapport des aires)
disque plein centre de gravité 0
petit disque centre de gravité I
soit G le centre de gravité du disque évidé
4\vec{G0}-\vec{GI}=\vec{0}
 \\ 3\vec{GO}=\vec{OI}
 \\ \vec{OG}=\fr{1}{3}\vec{IO}

Posté par
ptitetoile79
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 20:44

Pour le carré évidé
G centre d'inertie du triangle BCD de masse m
0 centre d'inertie de la plaque ABCDE de masse 3 m
supposons le carré non évidé C est le centre de gravité
CG + 3CO = 0

je suis d'accord, mais après comment DEDUIRE que O est le barycentre de (C;4) et (G;-1)

car avec la relation précédente, je me retrouve avec (G,4) et (C,-1) ou en tout cas pas le barycentre demandé ?!

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 10-01-10 à 22:10

C  est le barycentre pour 4"morceaux" identiques
or O est celui de 3 "morceaux " identiques et G est celui d'un"morceau " identique
d' où la déduction , en langage non mathématique,je le reconnais...
j'ai utilisé cette remarque:

Citation :
(On peut ainsi, selon le même principe, déterminer le centre d'inertie d'une plaque évidée, à l'aide du centre d'inertie de la plaque "avant EVIDEMENT", et du centre d'inertie de la " partie évidée "

Posté par
Himalaya
re : Centre d'inertie et barycentre 13-01-10 à 20:47

Bonjour dans le B), je ne comprend pas comment on peut trouver la position exacte de O sur la droite. Quelqu'un peut m'aider ?

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 13-01-10 à 21:50

Bonjour  Himalaya
pour le B
le rectangle et le triangle
F : centre de gravité du rectangle :intersection des diagonales
masse du rectangle est proportionnelle à l'aire
m=k*8*10=80k
G: centre de gravité du triangle : intersection des médianes
masse du triangle
m'=k*7*10/2=35k
\rm soit O le barycentre des points (F;80k) et (G;35k)
 \\ 35k\vec{OG}+80k\vec{OF}=\vec{0}
 \\ 7\vec{OG}+16\vec{OF}=\vec{0}
 \\ 23\vec{OF}=7\vec{GF}
 \\ \vec{FO}=\fr{7}{23}\vec{GF}

Posté par
Chewiie974
centre d'inertie et barycentre 19-10-10 à 18:42

Bonjour j'ai à peu près le même DM que ptitetoile79 :


On admet les propriétés suivantes relatives au centre d'inertie d'une plaque homogène:
- si la plaque admet un centre de symétrie, c'est aussi le centre d'inertie;
- si la plaque admet un axe de symétrie, le centre d'inertie appartient à cet axe;
- une plaque triangulaire admet pour centre d'inertie son centre de gravité;
- si la plaque est constituée de deux parties de centre d'inertie respectifs O et O' et de masses respectifs m et m';
alors son centre d'inertie est le barycentre des points pondérés (O,m) et (O',m')


La plaque homogène, de centre d'nertie O, est composée de quatre parties carrées superposables. ( ma fugure c'est la figure a de ptitetoile79)

Première méthode : Justifier que O est le barycentre des points K et L affectés de coefficients à déterminer. Construire O. Justifier.

Deuxième méthode : On se place dans le repère (A;AB;AC). Préciser les coordonnées des points L et K. Calculer les coordonnées du centre d'inertie O dans le repère (A;AB;AC)


Je ne comprend pas comment il faut déterminer les coefficients des points L et K et comment on justifie que O est le barycentre. (1ère méthode)

Svp aidez moi

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 19-10-10 à 19:17

bonjour Chewiie974
L est le centre de symétrie du rectangle ABCD
L milieu des diagonales
\vec{LA}+\vec{LC}+\vec{LB}+\vec{LD}=\vec{0}
K est le centre de symétrie du carré EFGH
K milieu des diagonales
\vec{KE}+\vec{KF}+\vec{KG}+\vec{KH}=\vec{0}
0 barycentre de la plaque par associativité
4\vec{OL}+4\vec{OK}=\vec{0}
par homogénéité
\vec{OL}+\vec{OK}=\vec{0}
O milieu de [LK]

Posté par
Chewiie974
centre d'inertie et barycentre 21-10-10 à 17:03

Bonjour Labo

Merci beaucoup =). Cependant j'ai encore un tout petit peu de mal avec une autre question.

On se place dans le repère (A;AB;AC). Préciser les coordonnées des points L et K. Calculer les coordonnées du centre d'inertie O dans le repère (A;AB;AC)



Merci d'avance pour ceux qui m'aideront

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 21-10-10 à 18:23

  premier calcul
coordonnées de L centre du rectangle=isobarycentre du rectangle

Posté par
Chewiie974
centre d'inertie et barycentre 22-10-10 à 18:28

Ok ok , merci beaucoup de m'avoir aidé

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 22-10-10 à 20:22

Posté par
misstokiogirl4
centre d'inertie et barycentre 02-01-11 à 11:46

merci pour votre aide , car j'avais quelques problèmes avec mon dm et comme c'est quasiment le meme ça m'a beaucoup aidé . merci beaucoup , cependant je n'ai pas vraiment compris comment vous justifier le point O soit barycentre de (f,80k) et (G,35k) , comment vous faite pour supprimer le k ?
merci d'avance

Posté par
Labo
re : Centre d'inertie et barycentre 02-01-11 à 14:09

Bonjour misstokiogirl4,
j'utilise l'homogénéité des barycentres
m'=k*7*10/2=35k
\rm soit O le barycentre des points (F;80k) et (G;35k) \\ 35k\vec{OG}+80k\vec{OF}=\vec{0} 
 \\ 5k(7\vec{OG}+16\vec{OF})=\vec{0} 
 \\ 7\vec{OG}+16\vec{OF}=\vec{0}
 \\  23\vec{OF}=7\vec{GF} \\ \vec{FO}=\fr{7}{23}\vec{GF}



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