mpsi/pcsi sciences de l’ingénieur corrigé td cinématique 4

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MPSI/PCSI Sciences de l’Ingénieur 1/4 Corrigé TD Cinématique 4 : Contact entre 2 solides Exercice 1 Pompe « Medicare » ) 1 / 0 ( ) 0 / 2 ( ) 1 / 2 ( M V M V M V z z BM B V M V . ) 0 / 2 ( ) 0 / 2 ( ) 0 / 2 ( ) . . ( . 0 ) 0 / 1 ( ) 0 / 1 ( ) 0 / 1 ( 1 1 1 z R y e x M O O V M V y R z e M V . . . . ) 0 / 1 ( 1 y R z e z z M V . . . . . ) 1 / 2 ( 1 z y z . cos . sin 1 z e z y R e M V ). cos . . ( ). . sin . . ( ) 1 / 2 ( La vitesse de glissement est dans la direction y cos . . e z O O x O V V 0 . ) 0 / 1 ( ) 0 / 1 ( 0 / 1 B B z z B V V . 0 ) 0 / 2 ( ) 0 / 2 ( 0 / 2 M M y x M V V . . ) 1 / 2 ( ) 1 / 2 ( 1 / 2

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Page 1: MPSI/PCSI Sciences de l’Ingénieur Corrigé TD Cinématique 4

MPSI/PCSI Sciences de l’Ingénieur

1/4

Corrigé TD Cinématique 4 : Contact entre 2 solides Exercice 1 Pompe « Medicare »

)1/0()0/2()1/2( MVMVMV

zzBMBVMV

.)0/2()0/2()0/2(

)..(.0)0/1()0/1()0/1( 111 zRyexMOOVMV

yRzeMV

....)0/1( 1

yRzezzMV

.....)1/2( 1

zyz .cos.sin1

zezyReMV

).cos..()..sin..()1/2(

La vitesse de glissement est dans la direction y cos.. ez

OO

xOV

V

0.

)0/1()0/1(0/1

BB

zzBVV

.0

)0/2()0/2(

0/2

MM

yx

MVV

.

.)1/2(

)1/2(1/2

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Exercice 2 Véhicule à 4 roues

1. I est l’intersection des droites ),( 11 uA et ),( xC

2. La roue (2) est perpendiculaire à )( 2IA .

3. dl

1tan dl

2tan

4. ICRSRSIVRSCV )/()/()/( 000

yxzyV

....0. 0 .V

5. Roulement sans glissement en 1I 0)/1( 01

RIV

0)/()/1()/1( 01101

RSIVSIVRIV

11111111 ..).(.)/1()/1()/1( vrzruIASSAVSIV

10001 )/()/()/( IIRSRSIVRSIV

1111101 ..)..(..)/( vRzruRuzRSIV

.. 11 Rr rR

.11

6. De même rR

.22

en virage, les roues ne tournent pas à la même vitesse !!!

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MPSI/PCSI Sciences de l’Ingénieur

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Exercice 3 Robot de maraichage (CCP MP 2016)

Question 1 En I3 la condition de roulement sans glissement entre la roue 3 et le sol s’écrit :

3 33 / 0 ( 3 / ). 0V I roue sol et roue sol y

Que l’on peut aussi écrire : 3 33 / 0 0 ( 3 / 0). 0V I et roue y

3 3 3

3 3 3 1 1 33

1 1 1

1 1 1

3 / 0 0 3 /1 1/ 0

3 / 0 0 0 3 /1 (3 /1) 0 0 1/ 0 (1/ 0) 0

0 0 ( ) ( )

0d

d

V I V I V I

V I V I V I

y rz Vx z ey hz rz

r x Vx e x

En projection sur 1x : 0dr V e

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MPSI/PCSI Sciences de l’Ingénieur

4/4

Question 1

De même : 0dr V e

Question 2 On a : dV e

r

et gV e

r

On en déduit : 2 2

d gV e V e e e d

r r r r dt

21( )( )( ) 2p rH pp ep

(Condition initiale nulle)

Question 3

Question 4

( ) ( ) ( )tan ( ) tan ( ) ( ) ' ( ) .( ) ( ) ( )

dy t dy t dy t dtt si est petit t t d où tdx t dx t dt dx t

( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )dy t dx tt y t t x t t V

dt dt

On avait : 22( )( )( )

Y p VH pp p

(condition initiale nulle)

On en déduit : 2 21 22 2( ) ( ) ( )

2 2r V rVH p H p H pep p ep