Mouvement Angulaire
1. Le problème concerne un système avec une poulie (P) de rayon $R=40$ cm et une masse $m=150$ kg suspendue par une corde (S) enroulée sur la poulie.
2. On veut analyser le mouvement angulaire de la poulie :
a. Trouver la masse effective (P)
b. Trouver l'angle initial $\theta_0$
c. Trouver l'expression de l'angle $\theta(t)$ en fonction du temps
d. Trouver la longueur $s(t)$ de corde déroulée en fonction de $t$
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### 1) Masse (P) :
Il s'agit ici de la masse du système, donnée comme $m=150$ kg.
### 2) Rayon poulie:
$R=40$ cm = $0.4$ m (converti en mètres pour unité cohérente).
### a) (P) :
La masse effective $P$ est $m$ donnée :
$$P = 150$$
### b) Angle initial $\theta_0$ :
D'après le graphe, à $t=0$ s, $\theta \approx 2$ radians.
Donc,
$$\theta_0 = 2$$
### c) Expression de $\theta(t)$:
Le graphe est une droite qui passe de $\theta=2$ rad à $t=0$ à $\theta=8$ rad à $t=2$ s.
La pente est :
$$\frac{8 - 2}{2 - 0} = 3$$ rad/s
Donc la fonction linéaire est :
$$\theta(t) = 2 + 3t$$
### d) Longueur $s(t)$ déroulée de corde:
Le mouvement angulaire $\theta(t)$ est relié à la longueur déroulée $s(t)$ par la relation :
$$s(t) = R \times \theta(t)$$
Avec $R=0.4$ m et $\theta(t)=2 + 3t$, on obtient :
$$s(t) = 0.4 (2 + 3t) = 0.8 + 1.2t$$
### Résumé final :
- Masse $P = 150$ kg
- Angle initial $\theta_0 = 2$ radians
- $\theta(t) = 2 + 3t$
- $s(t) = 0.8 + 1.2t$ mètres
Cela décrit complètement le mouvement angulaire et linéaire du système.