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Une barre OA, de longueur l=1 m. de masse m = 5 kg, dont le centre d'inertie G est au milieu de OA est mobile sans frottement autour d'un axe horizontal C.
La barre est lâchée sans vitesse à partir de la position verticale dessinée à la figure 13. Fig. 13. axe Calculer la vitesse du point A lorsqu'il passe. a) B2. à l'horizontale; b) B3. à la verticale de l'axe, au-dessous.
* Moment d'inertie de la barre par rapport à l'axe O : J=ml³/3
*Intensité de la pesanteur : g = 9,8 N-kg-¹.​


Répondre :

Pour calculer la vitesse du point A de la barre lorsqu'il passe à l'horizontale (B2) et à la verticale de l'axe, au-dessous (B3), on peut utiliser la conservation de l'énergie mécanique.

a) Pour la position horizontale (B2), l'énergie potentielle initiale se transforme en énergie cinétique. L'énergie potentielle initiale est donnée par mgh (hauteur initiale), et l'énergie cinétique finale est (1/2)mv^2.

\[mgh = \frac{1}{2}mv^2\]

b) Pour la position verticale de l'axe, au-dessous (B3), l'énergie potentielle initiale se transforme en énergie cinétique rotative. L'énergie potentielle initiale est de nouveau mgh, et l'énergie cinétique rotative finale est \(\frac{1}{2}I\omega^2\), où \(\omega\) est la vitesse angulaire.

\[mgh = \frac{1}{2}I\omega^2\]

Le moment d'inertie \(I\) est donné par \(ml^2/3\), et la vitesse angulaire \(\omega\) est liée à la vitesse linéaire \(v\) par \(\omega = v/l\).

En résolvant ces équations, tu pourras trouver la vitesse du point A dans les deux situations demandées.
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