Centre instantané des vitesses


Définition :
Un corps en rotation plane possède un point unique dont la vitesse est nulle. C'est le centre instantané des vitesses (CIV).
Propriétés :
La vitesse de tout point est égale à la vitesse de rotation autour du CIV (A).
Les vitesses des points sont proportionnelles à leur distance au CIV.
Le vecteur vitesse d'un point M est normal à la droite MA.
Si on connaît le CIV d'un objet et le vecteur vitesse d'un autre point, on peut déterminer le vecteur vitesse en tous les points du corps.
Application à la roue :
On considère une roue qui roule sans glisser sur un plan . Le centre C de la roue se déplace avec une vitesse uniforme V.
On cherche la vitesse des points de la jante.
Il est évident que le CIV est le point de contact A de la roue avec le sol car par hypothèse il n'y a de glissement.
Soit Vm la vitesse du point M. On a Vm/MA = V/CA. Soit α la valeur de l'angle MAC .
On a donc Vm = 2.V.cos( α ). Comme le triangle ABM est rectangle, la droite support du vecteur vitesse d'un point M passe par B.
La vitesse du point B est égale à 2V.


Utilisation :
Le programme trace (en rouge) le vecteur vitesse d'un point M de la jante d'une roue de rayon R.
Cliquer sur le bouton [Départ] pour lancer l'animation.
Quel est le vecteur accélération du point M ? 

Enfoncer le bouton droit de la souris pour geler l'animation et le relâcher pour reprendre.