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DM poutre résistance

Posté par
Jam18
02-03-21 à 16:28

Bonjour à tous, j'ai un exercice de mon DM de mathématiques auquel je bloques, voici l'énoncé :
Une poutre de longueur L, placée sur deux appuis, subit une charge placée en son milieu. Elle se déforme. La courbe AB représentée sur la segonde figure est appelé " déformé de la poutre".
On montre en résistance des matériaux que dans un repère orthogonal d'origine A tel que B ai pour coordonées (L;0) la déformé de la poutre a pour équation y = \frac{P}{4EI}(\frac{1}{3}x^3-\frac{L^2}{4}x) pour 0xL ou P,E,I sont des constantes.
Déterminer MC, appelé flèche maximale de la poutre.

J'ai une idée, je peux dérivé la fonction de la courbe, trouver x tel que la courbe admet un minimum sur [0;L]. Après je remplacerai ce x dans la fonction non dérivé. Qu'en pensez vous ?
Merci beaucoup de votre aide

*** formule éditée pour qu'elle soit lisible ***
en LaTeX on met la formule entière dans un seul bloc LateX avec que du LaTeX et pas par petit bouts mélangés avec  autre chose que du  LaTeX

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 16:29

J'ai oublié de vous joindre la feuille...

DM poutre résistance

Posté par
sanantonio312
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 16:44

Bonjour,
Ça me parait être LA bonne idée...

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 17:21

sanantonio312
J'ai trouvé x = {\sqrt{3}}
Mais comment calculer y({\sqrt{3}}) ?

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 17:41

bonjour

montre-nous voir comment tu as pu trouver cette valeur de x ...

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 17:43

valeur qui semble totalement illogique quand on y réfléchis un peu... déjà parce qu'elle ne dépend pas de L ! imagine une poutre de longueur L=1... la flèche serait en dehors de la poutre

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 17:46

matheuxmatou
J'ai dérivé y ça m'a donné : y'= x2-3
J'ai cherché quand c'est égal à 0 sur [0;L) j'ai trouvé {\sqrt{3}}

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 17:47

dérivée fausse

détaille

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 19:22

matheuxmatou
Ah non, la dérivé vaut 0 non ? car le facteur de la parenthèse vaut 0 car une constante sur une constante = une constante mais la dérivé d'une constante est 0 donc la dérivée vaut 0 ?

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 02-03-21 à 22:56

essaye de lire et comprendre mes messages

pour x [0;L]

y=f(x)=K\left(\dfrac{1}{3}\; x^3-\dfrac{L^2}{4}\; x\right)

essaye au moins de dériver ça correctement !

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 14:01

matheuxmatou
J'ai bien compris qu'il fallait dérivé mais quand on dérive K il devient 0, il est en facteur donc 0 ×x = 0. Je ne comprends pas le problème ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 14:55

Bonjour,
on ne va pas tourner en rond indéfiniment !!

par exemple quand tu dérives g(x) = 2x, tu obtiens g'(x) = 0 parce que "en dérivant la constante 2 ça fait 0"


faudrait peut être savoir que la dérivée de Ku est Ku' !!
que la constante K soit un nombre écrit en chiffres ou une constante "littérale" ne change rien du tout .

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 15:23

mathafou
Bonjour,
excusez-moi pour l'erreur je penses que les vacances ça m'a fait oublié certaines choses.
Je bloques pour dérivé \frac{L²}{4}x je dois utiliser cette formule : (\frac{1}{u})' = -\frac{u'}{u²} ? Parce que L est une constante aussi, c'est une longueur

Posté par
mathafou Moderateur
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 15:25

bis répétita
la dérivée de (L²/4)x avec L une constante est L²/4 fois la dérivée de x

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 15:29

mathafou
Ah oui donc je trouves : K(x²-\frac{L²}{4})
Je peux éventuellement mettre au même dénominateur ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 15:35

si tu veux.
ou laisser comme ça avec L²/4 = (L/2)²

et comme l'objectif est de trouver l'extremum de la fonction de départ
que fait on avec cette dérivée ?

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 15:43

mathafou
Je l'ai écrit comme ceci  :K(\frac{4x²-L²}{4})

J'ai besoin de trouver quand elle s'annule c'est à dire trouver quand : K(\frac{4x²-L²}{4}) = 0 sur [0;L] donc soit K = 0 soit 4x²-L² = 0 mais comment résoudre 4x²-L² = 0 ?
Après, je ne sais pas si il y a plus simple pour résoudre

Posté par
mathafou Moderateur
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 16:27

on cherche une valeur de x !!
K est une constante et n'est certainement pas nulle !!
et on ne va certainement pas trouver une valeur de x pour laquelle K (constante, qui ne dépend pas de x) deviendrait = 0 !!

si tu ne sais pas résoudre 4x²-L² = 0, L étant une constante donnée qui s'appelle L, ... il y a un malaise ...
c'est immédiat
(et ce serait encore plus immédiat écrit comme je le disais x² - (L/2)² = 0 !!)

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 16:49

mathafou
Une question appart :
Certes K est une constante mais dans l'énoncé, on a P qui peut valoir 0, elle peut valoir 0 n'est-ce pas ?

4x²-L² = 0
x² = \frac{L²}{4}
x = \sqrt{\frac{L²}{4}} il y a qu'une solution vu qu'on est sur [0;L]
Ensuite j'établies le tableau de variation sur [0;L].
Comment voir dans cette situation, quand f'(x) est positif ou négatif ?

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 16:56

merci mathafou d'avoir pris le relai !

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 16:56

(je te laisse poursuivre )

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:02

mathafou a l'air parti, donc je reprends la suite...

tu ne sait pas simplifier (L²/4) ??????

tu ne sais pas factoriser x² - L²/4 ????

tu ne sais pas étudier son signe ?????

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:05

matheuxmatou
ça fait \frac{L}{2}.
4x² > 0 donc sur [0;L] elle est positive, non ?

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:11

????

tu racontes n'importe quoi !

on te demande d'étudier le signe de la dérivée pour avoir les variations de f

et tu as écris au-dessus la dérivée, qui a le même signe que (4x² - L²)

alors factorise moi ça (niveau collège) puis étudie son signe sur [0 ; L]

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:28

matheuxmatou
La factorisation est : (-L+2x)(L+2x)
J'ai trouvé sur [0;L] que f'(x) est positif sur [0;0.5L[  U   ]0.5L;L]
Pour étudier le signe on regarde x n'est pas ? Précedemment j'avais dit qu'elle était tout le temps positif vous m'avez dit que non

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:33

Jam18 @ 03-03-2021 à 17:28

matheuxmatou
La factorisation est : (-L+2x)(L+2x) oui
J'ai trouvé sur [0;L] que f'(x) est positif sur [0;0.5L[  U   ]0.5L;L] non !

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:39

matheuxmatou
Je ne comprends pas pourquoi c'est faux ? le 1x du x est positif donc c'est positif sur [0;L]

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:41

"j'ai trouvé" n'est pas une preuve mathématique !

donc prouve-moi ton résultat en utilisant des théorèmes mathématiques corrects et rédige ton raisonnement...

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:42

la question est :

étudier le signe sur [0;L] de la quantité (2x-L)(2x+L)

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:48

Jam18 @ 03-03-2021 à 17:39


le 1x du x est positif donc c'est positif sur [0;L]


et cette phrase est totalement incompréhensible !

faire un raisonnement mathématique, c'est aussi savoir s'exprimer en français

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 17:58

matheuxmatou
Je suis d'accord avec vous, ici je ne prouves pas mais sur ma copie tout est prouvé et détaillé .
J'ai fais le tableau avec paint je ne sais pas comment faire avec latex

DM poutre résistance

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:04

les deux premières lignes du tableau sont fausses !

faudrait quand même savoir étudier le signe d'une quantité du premier degré en première S ...

on recommence !

comment tu résous l'inéquation 2x-L > 0 ????

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:14

matheuxmatou
Ah oui j'ai inversé les 2.
2x-L = 0
x = 0.5L

DM poutre résistance

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:15

toujours pas

comment tu résous l'inéquation 2x-L > 0 ????

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:21

matheuxmatou
2x-L =0
2x = L
x = 0.5L ou L/2

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:23

je te demande de résoudre une inéquation, pas une équation !

comment tu résous l'inéquation 2x-L > 0 ????

éventuellement revoir le cours de troisième : Cours sur les inéquations

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:26

matheuxmatou
Bah l'inéquation c'est x > 0.5L on tourne en rond tout ça j'ai compris

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:28

visiblement pas !

donc maintenant fais-moi ton tableau de façon cohérente avec ce résultat

et un tableau un peu présentable, pas un machin qui donne le mal de mer !

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:37

matheuxmatou
Excusez moi mais à faire ici c'est un peu compliqué, le plus important c'est les réusultats qui sont visibles et que vous savez depuis longtemps probablement.

DM poutre résistance

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:39

on croit rêver !

est-ce que tu comprends le fonctionnement d'un tableau de signe ?

tu me dit que (2x-L) est positif si et seulement si x>L/2

et tu me colles un signe "+" dans ton tableau pour les x inférieurs à L/2

si on réfléchissait un peu ?

on recommence !

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:39

(et mets les "0" aux bons endroits)

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:51

matheuxmatou
Voilà donc la solution serai quand x = L/2
Il faut que je calcules f(L/2) et j'aurai la réponse à mon problème mais comment ?

DM poutre résistance

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:55

ah ben quand même !

donc on trouve, après 40 échanges (!) , que la position de la flèche de la poutre est au milieu de la poutre quand on pose un poids au milieu de la poutre... un vrai scoop !

bon ben maintenant calcule la taille de la flèche, c'est ce qui t'est demandé : la distance MC

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:56

on rappelle que

y = \dfrac{P}{4EI}(\dfrac{1}{3}x^3-\dfrac{L^2}{4}x)

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 18:56

c'est f(x) ...

Posté par
Jam18
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 19:17

matheuxmatou
Donc il faut que je calcules f(0,5L) c'est bien ça ? Donc je remplacés par x dans la parenthèse et je mettrai sur le même dénominateur et j'aurai la réponse c'est bien ça ?

matheuxmatou @ 03-03-2021 à 18:55

ah ben quand même !

donc on trouve, après 40 échanges (!) , que la position de la flèche de la poutre est au milieu de la poutre quand on pose un poids au milieu de la poutre... un vrai scoop !

Pourquoi vous me dites ça ? C'est que j'ai fais ce tableau pour rien ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 19:18

attention !!

que la position de la flèche de la poutre est au milieu de la poutre quand on pose un poids au milieu de la poutre...
même avec A et B pas à la même ordonnée !!
A : f(0) = 0
B : f(L) = \dfrac{P}{4EI}\times\dfrac{L^2}{12} > 0
c'est ça le "scoop"

DM poutre résistance

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 19:19

Citation :
Donc il faut que je calcules f(0,5L) c'est bien ça ?


ben je sais pas ! à ton avis ?

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 19:21

mathafou
oui, tu as raison, mais là il est bien précisé qu'ils ont la même ordonnée en plus...

Posté par
matheuxmatou
re : DM poutre résistance 03-03-21 à 19:23

(bon allez, moi je dois quitter... )

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