📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Un solide est indéformable si la distance entre deux points quelconques $M$ et $N$ reste constante au cours du temps.
- Torseur cinématique : $\mathcal{V}(S/R) = { \vec{\Omega}(S/R) ; \vec{v}(P, S/R) }$.
- Vecteur rotation : $\vec{\Omega}$ caractérise la rotation du solide.
- Moment cinétique : $\vec{\sigma}_A(S/R) = \int_S \vec{AM} \wedge \vec{v}(M, S/R) dm$.
- Théorème du moment cinétique : $\left( \frac{d\vec{\sigma}_A}{dt} \right)_R = \vec{\mathcal{M}}_A(ext) + \vec{v}(A, R) \wedge \vec{p}(S/R)$.
Méthodes à maîtriser
- Calcul de la matrice d'inertie : Utiliser les symétries pour annuler les produits d'inertie.
- Changement de point : Utiliser le théorème de Huygens pour le moment d'inertie $J_\Delta = J_G + md^2$.
- Application du TMC : Choisir un point fixe ou le centre d'inertie pour simplifier l'expression du moment dynamique.
Exemples corrigés
- Rotation autour d'un axe fixe : $\vec{\sigma}\Delta = J\Delta \vec{\Omega}$. Le TMC devient $J_\Delta \ddot{\theta} = \sum \mathcal{M}_\Delta$.
- Solide en translation : $\vec{\Omega} = \vec{0}$, le solide se comporte comme un point matériel de masse $M$.
Erreurs fréquentes
- Oublier le terme de transport dans le théorème du moment cinétique si le point $A$ n'est pas fixe.
- Confondre le moment d'inertie par rapport à un point et par rapport à un axe.
- Ne pas projeter correctement les vecteurs dans la base liée au solide (base mobile).