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RAAI Formation
Cinématique · cours 3 sur 5 · 14 min de lecture

CIR et équiprojectivité

Utiliser l'équiprojectivité pour trouver une vitesse inconnue et localiser le Centre Instantané de Rotation (CIR) d'un solide en mouvement plan.

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1. Équiprojectivité

Dans un solide indéformable, les vitesses de deux points A et B ont la même projection sur la droite (AB) — sinon la distance AB varierait. C'est l'outil graphique n°1 pour propager une vitesse connue vers un point inconnu.

VA · AB = VB · AB (projections égales sur la droite AB)
  1. 1.Tracer la droite (AB) et projeter la vitesse connue VA sur cette droite.
  2. 2.Reporter cette projection en B (même longueur, même sens).
  3. 3.La vitesse VB est le vecteur dont la projection coïncide et dont la direction est connue (trajectoire de B).

2. Le Centre Instantané de Rotation

À chaque instant, tout mouvement plan d'un solide est une rotation autour d'un point I, le CIR. Il se trouve à l'intersection des perpendiculaires aux vecteurs vitesse : V(M) ⊥ IM pour tout point M.

Trouver le CIR

Tracer la perpendiculaire à VA en A et la perpendiculaire à VB en B : elles se coupent en I.

Exploiter le CIR

Les normes sont proportionnelles aux distances : V(M) = ω × IM. Champ de vitesses triangulaire.

3. Cas particuliers

Translation

Vitesses toutes parallèles et égales : le CIR est rejeté à l’infini.

Rotation autour d’un axe fixe

Le CIR est le centre de rotation lui-même, fixe.

Roue qui roule sans glisser

Le CIR est le point de contact avec le sol : sa vitesse est nulle.

4. Composition des vitesses

V(M ∈ 2/0) = V(M ∈ 2/1) + V(M ∈ 1/0) — mouvement absolu = relatif + entraînement

Exemple : le passager (2) qui marche dans un train (1) : sa vitesse par rapport au sol (0) est la somme de sa vitesse dans le train et de celle du train.

En images

Schéma : le centre instantané de rotation d’une bielle — système bielle-manivelle-piston, avec les perpendiculaires aux vitesses de A et de B qui se coupent en I

Pour aller plus loin

À retenir
  • Équiprojectivité : projections de VA et VB égales sur (AB).
  • CIR = intersection des perpendiculaires aux vitesses ; V(M) = ω × IM.
  • Roulement sans glissement : le point de contact a une vitesse nulle (c’est le CIR).

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