TD4 COMPRESSEUR CINEMATIQUE

Documents pareils
Mesure d angles et trigonométrie

Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

Mathématiques et petites voitures

Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

Représentation géométrique d un nombre complexe

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

F411 - Courbes Paramétrées, Polaires

Chafa Azzedine - Faculté de Physique U.S.T.H.B 1

Cercle trigonométrique et mesures d angles

Angles orientés et trigonométrie

Chapitre 1 Cinématique du point matériel

COMPTE-RENDU «MATHS EN JEANS» LYCEE OZENNE Groupe 1 : Comment faire une carte juste de la Terre?

Items étudiés dans le CHAPITRE N5. 7 et 9 p 129 D14 Déterminer par le calcul l'antécédent d'un nombre par une fonction linéaire

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Michel Henry Nicolas Delorme

Si deux droites sont parallèles à une même troisième. alors les deux droites sont parallèles entre elles. alors

Deux disques dans un carré

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

Le théorème de Thalès et sa réciproque

Continuité et dérivabilité d une fonction

Fonctions de deux variables. Mai 2011

REPRESENTER LA TERRE Cartographie et navigation

C est un mouvement plan dont la trajectoire est un cercle ou une portion de cercle. Le module du vecteur position OM est constant et il est égal au

Mathématiques I Section Architecture, EPFL

STATIQUE GRAPHIQUE ET STATIQUE ANALYTIQUE

Cours de Mécanique du point matériel

PROBLEME(12) Première partie : Peinture des murs et du plafond.

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

Corrigé Exercice 1 : BRIDE HYDRAULIQUE AVEC HYPOTHÈSE PROBLÈME PLAN.

La Mesure du Temps. et Temps Solaire Moyen H m.

DÉRIVÉES. I Nombre dérivé - Tangente. Exercice 01 (voir réponses et correction) ( voir animation )

La géométrie du triangle III IV - V Cercles remarquables - Lieux géométriques - Relations métriques

INTRODUCTION. A- Modélisation et paramétrage : CHAPITRE I : MODÉLISATION. I. Paramétrage de la position d un solide : (S1) O O1 X

Fonctions de plusieurs variables

Rappels et compléments, première partie : Nombres complexes et applications à la géométrie

Développements limités, équivalents et calculs de limites

DURÉE DU JOUR EN FONCTION DE LA DATE ET DE LA LATITUDE

Dérivation : cours. Dérivation dans R

Quelques contrôle de Première S

Fonctions linéaires et affines. 1 Fonctions linéaires. 1.1 Vocabulaire. 1.2 Représentation graphique. 3eme

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Fonctions de plusieurs variables

Notes du cours MTH1101 Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

Traceur de courbes planes

Chapitre 3 : Repères et positionnement 3D

TD: Cadran solaire. 1 Position du problème

Vision industrielle et télédétection - Détection d ellipses. Guillaume Martinez 17 décembre 2007

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

Exercices de géométrie

Fonctions homographiques

Repérage d un point - Vitesse et

1S Modèles de rédaction Enoncés

a et b étant deux nombres relatifs donnés, une fonction affine est une fonction qui a un nombre x associe le nombre ax + b

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Séquence 8. Fonctions numériques Convexité. Sommaire

Notion de fonction. Résolution graphique. Fonction affine.

Cours IV Mise en orbite

Construction d un cercle tangent à deux cercles donnés.

Activités numériques [13 Points]

Etude du SIMULATEUR DE VOL «FLY-HO»

Baccalauréat S Nombres complexes Index des exercices sur les complexes de septembre 1999 à juin 2012 Tapuscrit : DENIS VERGÈS

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Le seul ami de Batman

DISQUE DUR. Figure 1 Disque dur ouvert

Bac Blanc Terminale ES - Février 2011 Épreuve de Mathématiques (durée 3 heures)

Limites finies en un point

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

EXERCICE 2 : SUIVI CINETIQUE D UNE TRANSFORMATION PAR SPECTROPHOTOMETRIE (6 points)

Caractéristiques des ondes

Chapitre 02. La lumière des étoiles. Exercices :

C f tracée ci- contre est la représentation graphique d une

Cours Fonctions de deux variables

Intégrales doubles et triples - M

point On obtient ainsi le ou les points d inter- entre deux objets».

315 et 495 sont dans la table de 5. 5 est un diviseur commun. Leur PGCD n est pas 1. Il ne sont pas premiers entre eux

Diviser un nombre décimal par 10 ; 100 ; 1 000

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Q6 : Comment calcule t-on l intensité sonore à partir du niveau d intensité?

PARTIE NUMERIQUE (18 points)

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Sujet. calculatrice: autorisée durée: 4 heures

L ALGORITHMIQUE. Algorithme

LE PROCESSUS ( la machine) la fonction f. ( On lit : «fonction f qui à x associe f (x)» )

Construction de la bissectrice d un angle

C.F.A.O. : Conception et Fabrication Assistées par Ordinateur.

Séquence 2. Repérage dans le plan Équations de droites. Sommaire

CHAPITRE IV Oscillations libres des systèmes à plusieurs degrés de liberté

OLYMPIADES ACADÉMIQUES DE MATHÉMATIQUES

Priorités de calcul :

Les Angles. I) Angles complémentaires, angles supplémentaires. 1) Angles complémentaires. 2 Angles supplémentaires. a) Définition.

MESURE ET PRECISION. Il est clair que si le voltmètre mesure bien la tension U aux bornes de R, l ampèremètre, lui, mesure. R mes. mes. .

Charges électriques - Courant électrique

Transcription:

JLB TD4 Compresseur cinématique Etude graphique 1 TD4 COMPESSEU CINEMATIQUE Le fruit de cette séquence sera un document papier rédigé TES proprement (couleur, règle, compas ). On donne ci-contre le schéma obtenu lors du premier TP. La trame de tracé graphique est fournie. L objectif de ce TD/TP est de comprendre comment le logiciel de simulation a construit les courbes qu il nous fournit. On rappelle que la vitesse angulaire de la manivelle est de 600 tours / minutes. 1 ETUDE GAPHIQUE 1) Déterminer la relation entre les positions angulaires de 1 et et déduisez en la vitesse à laquelle tourne le moteur lorsque la manivelle tourne à 600 trs/mn. ) Construire graphiquement les différentes positions des solides, 3 et 4. Sur la trame fournie, à partir de la position initiale donnée, vous ferez varier la position angulaire de de 15 en 15 sur un demi-tour ( tournant dans le sens positif = sens trigonométrique = anti-horaire). Vous construirez pour chaque position angulaire les points A et B. 3) Complétez le graphe à deux axes fourni et tracez X (ordonnée) en fonction de α (abscisse) pour un tour complet. Déduisez de ce tracé la course du piston 4 (variation de position pour un tour). 4) L arbre tourne à 600 tours par minute. Déterminez le laps de temps mis pour parcourir 15. Complétez l axe des abcisses en le graduant en secondes. 5) Déterminez la vitesse moyenne du piston. 6) Question pour les champions : proposez une méthode pour déterminer la vitesse instantanée du piston ETUDE ANALYTIQUE 7) Déterminer analytiquement la position de B en fonction de l angle α. A partir de la figure fournie ci-contre, proposez une méthode pour déterminer X en fonction de l angle α, des longueurs e et L. Une piste? Vous serez amené à exprimer le cosinus de l angle α. 8) Suite prévue : exploitation de la relation à l aide d un tableur. Tracé précis de la courbe de position du piston en fonction du temps (incrément de 5 ) Tracé précise de la courbe de vitesse instantanée en fonction du temps.

TD4 Compresseur cinématique Etude analytique JLB Schéma du mini-compresseur et paramétrage. OA = e = 9 mm AB = L = 40 mm JD = 1 = 4 mm CJ = = 4.4 mm Pignon 1 : 10 dents oue : 61 dents OB = X caractérise la position de 4 par rapport à 0. θ caractérise la position angulaire de 1 par rapport à 0 α caractérise la position angulaire de par rapport à 0 β caractérise la position angulaire de 3 par rapport à 0

JLB TD4 Compresseur cinématique Etude analytique 3 Document réponse - Tracé de la position du piston en fonction du temps

4 TD4 Compresseur cinématique Correction JLB 3 COECTION Il existe plusieurs unités pour mesurer les angles, vous connaissez le degré, mais il y a aussi : le grade (gr), le tour (tr) et le radian (rd). 1 (tr) 360 ( ) π (rd) 400 (gr) La circonférence d un cercle se calcule grâce à la formule C = π. Or C est l arc parcouru sur un cercle de rayon lorsque l on fait 1 tour. Il suffit donc de faire une règle de trois (pour vous un tableau de proportionnalité) pour trouver la longueur MN de l arc dans le cas d un angle α quelconque. On obtient immédiatement : MN = α Longueur arc C = π MN Question 1 angle π α Lorsque la roue 1 tourne d un angle θ, la roue tourne d un angle α. Le point coïncident J devient J 1 sur la roue 1 et J sur la roue On a compris que le principe de l engrènement fait que la longueur de l arc parcouru sur la roue 1 est la même que celle de l arc parcouru sur la roue. Donc JJ 1 = JJ Il suffit de traduire cette égalité sachant que : JJ = α et JJ 1 = 1 θ On ajoute le signe moins pour traduire le fait que les deux roues tournent en sens inverse, donc que les angles sont de signes opposés. Question -3 α = α = 1 1 θ θ Numériquement : α - 0.164 θ N = 600 trs/mn - 0.167 N 1 N = - 3600 trs/mn La construction de X pour α [0 à 180 [ est donnée ci-contre Puis par symétrie on obtient X pour α [180 360 ] La course totale c = OA = 18 mm

JLB TD4 Compresseur cinématique Correction 5 Question 4-5-6 L arbre tourne à 600 trs/mn soit 10 trs/s soit 0.1 s pour un tour (=360 ). Pour 15 = 360/4 on met donc 0.1/4 = 0.00417 s. Le piston parcourt 18 mm par tour, donc 0.036 m en 0.1 s soit une vitesse moyenne V moy = distance / temps = 0.036/0.1 = 0.36 m/s

6 TD4 Compresseur cinématique Correction JLB Pour déterminer la vitesse instantanée il faut faire la même chose entre deux positions successives très rapprochées (distance entre deux points de la courbe / 0.00417). Question 7 Le point O est un point fixe, le point B est un point mobile appartenant au piston. On cherche la position du piston, celle-ci est donc caractérisée par la distance [OB] = X. On projette A en H sur OB. On obtient ainsi deux triangles rectangles en H : (OHA) et (AHB) On écrire : X = OB = OH + HB Dans le premier triangle (OHA) cos α = OH OA HA sin α = OA OH = OAcos α OH = HA = OA sin α HA = Dans le deuxième triangle (AHB) HA HB HB = + HB = L L = AB ( esin α) ( esin α) ( esin α) + HB ecos esin = L emarque : on est sur que L ( e sin α) racine carrée est donc définie. Finalement : X = OH + HB X = ecos α + X = ecos α + L e ( ) sin α X = 9cosα + α α est positif car e < L, la L ( esin α) En application numérique (en mm) : ( ) 1600 81 sin α Vérifions que nous n avons pas raconté de bêtise pour quelques positions caractéristiques lorsque α = 0, α = 90 = π/, α = 180 = π. X X = 9cos0 + π = 9cos + 1600 81 sin0 π 1600 81 sin ( ) = 9 + 1600 = 9 + 40 = 49 mm = 0 + 1600 81 = 38.97 mm X = 9cos π + 1600 81 sin ( π) = 9 + 1600 = 31mm On retrouve EXACTEMENT les valeurs déterminées graphiquement (heureusement!).

JLB TD4 Compresseur cinématique Correction 7 appels Dans le triangle ci-contre : c cos α = ; s sin α = ; tan α = s c sin α = cos α Le cercle trigonométrique est un cercle de rayon 1. On considère un repère (x,y) centré en O. Soit M un point de la circonférence : [OM] = 1 On définit l angle α = (Ox ; OM). C est la projection orthogonale de M sur (O,x), de même S est la projection orthogonale de M sur (O,y). [OC] = c : [OS] = s On retrouve ici : OC c CM s cos α = = = c ; sin α = = = s CM 1 OM 1 Le cercle trigonométrique ( = 1) permet donc de connaître directement le sinus et le cosinus de n importe quel angle : il suffit de tracer l angle afin de définir le point M sur la circonférence. La projection de M sur (O,x) donne directement le cosinus, la projection de M sur (O,y) donne directement le sinus. On peut de la même façon définir la tangente. On considère le point T obtenu en prolongeant OM jusqu à la droite parallèle à (O,y) et tangente au cercle. Avec les triangles semblables : s c = t 1 = t Or s = sinus α et c = cos α On retrouve donc bien : sin α = t = tan α cos α