Séance de cours

Effets gyroscopiques et conservation du moment

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Dans cours

PHYS-100: Physique avancée I (mécanique)

La Physique Générale I (avancée) couvre la mécanique du point et du solide indéformable. Apprendre la mécanique, c'est apprendre à mettre sous forme mathématique un phénomène physique, en modélisant la situation et appliquant les lois de la physique. ...

Description

Cette séance de cours couvre l'exploitation de la conservation du moment en rotation, les effets gyroscopiques et l'importance de la cimetique. Il traite des effets des forces externes, du concept de toupie et de la forme d'un cône autour de l'axe de rotation. La séance de cours explore également la précession de la terre, les équinoxes et la dynamique d'un corps solide dans un cas général. Des exemples de tenseurs d'inertie et de moment cinétique par rapport à différents axes sont explorés.

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Enseignant·e

Paolo Ricci

Paolo Ricci earned his masters degree in nuclear engineering at the Politecnico di Torino, Turin (Italy) in 2000. His doctoral studies were conducted at the Los Alamos National Laboratory, with focus on kinetic simulation of magnetic reconnection in the Earth's magnetotail. He spent two-and-a-half years as a postdoctoral researcher at Dartmouth College's Department of Physics and Astronomy, where he worked on gyrokinetic simulations of the Z pinch. He joined the EPFL's Swiss Plasma Center (SPC), as a EURATOM fellow in 2006, was named Tenure Track Assistant Professor in June 2010, and Associate Professor in August 2016. He is at the head of the SPC theory group. Paolo Ricci is the recipient of the 2016 Section de Physique Teaching Prize and of the 2021 Craie d'Or award from the EPFL physics bachelor students.

Source officielle

Proximité ontologique

Physique

Mécanique (science): Mécanique newtonienne

Concepts associés (32)

Rotation (physique)

En cinématique, l'étude des corps en rotation est une branche fondamentale de la physique du solide et particulièrement de la dynamique, y compris de la dynamique des fluides, qui complète celle du mouvement de translation. L'analyse du mouvement de rotation se prolonge y compris aux échelles atomiques, avec la dynamique moléculaire et l'étude de la fonction d'onde en mécanique quantique.

Tenseur

En mathématiques, plus précisément en algèbre multilinéaire et en géométrie différentielle, un tenseur est un objet très général, dont la valeur s'exprime dans un espace vectoriel. On peut l'utiliser entre autres pour représenter des applications multilinéaires ou des multivecteurs.

Précession

vignette|Phénomène de précession des équinoxes de la Terre. La précession est le nom donné au changement graduel d'orientation de l'axe de rotation d'un objet ou, de façon plus générale, d'un vecteur sous l'action de l'environnement, par exemple, quand un couple lui est appliqué. Ce phénomène est aisément observable avec une toupie, mais tous les objets en rotation peuvent subir la précession. Lors de la précession, l'angle que fait l'axe de rotation ou le vecteur avec une direction donnée reste fixe et est appelé angle de nutation et noté en général .

Précession des équinoxes

vignette|Mouvement de précession (flèche blanche au niveau du pôle). La précession des équinoxes est le décalage progressif de la direction où sont vues les étoiles, d'un siècle à l'autre, à raison d'une rotation complète, tous les environ, effet produit par un lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre, dans la même durée. Ce phénomène avait déjà été remarqué dès les Babyloniens, mais il n'a été expliqué que par la compréhension des forces de marées qui s'exercent sur la Terre et par l’étude du mouvement des toupies par la mécanique du solide, au .

Rigid body dynamics

In the physical science of dynamics, rigid-body dynamics studies the movement of systems of interconnected bodies under the action of external forces. The assumption that the bodies are rigid (i.e. they do not deform under the action of applied forces) simplifies analysis, by reducing the parameters that describe the configuration of the system to the translation and rotation of reference frames attached to each body. This excludes bodies that display fluid, highly elastic, and plastic behavior.

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Théorème du Momentum Angulaire

Couvre la force de couple, le théorème du moment angulaire, les effets gyroscopiques et la procession de l'axe de la terre.

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Tenseur d'inertie: axes principaux et moments principaux

Explique le tenseur d'inertie, les axes principaux, les moments principaux et l'équilibrage des solides en rotation.

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Rotation (physique)

Tenseur

Précession

Précession des équinoxes

Rigid body dynamics

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