Principal science

Physique de la précession

Physique de la précession
Physique de la précession

Vidéo: Corrigé (2) CCP Physique MP 2017 : la RMN- Précession 2024, Juillet

Vidéo: Corrigé (2) CCP Physique MP 2017 : la RMN- Précession 2024, Juillet
Anonim

Précession, phénomène associé à l'action d'un gyroscope ou d'une toupie et consistant en une rotation relativement lente de l'axe de rotation d'un corps en rotation autour d'une ligne coupant l'axe de rotation. Le tour lent et lent d'une toupie est une précession, le vacillement inégal est une nutation.

Sur la figure, le disque de poids W et l'arbre attaché tournent à grande vitesse autour de l'axe de rotation AB. La vitesse angulaire ω, qui est vue dans le sens horaire depuis A, peut être indiquée soit par la flèche courbe ω dans le plan du disque soit par le vecteur ω ′ perpendiculaire au disque et pointant vers la droite. La flèche courbe ω et le vecteur ω ′ sont analogues, respectivement, à la rotation et à l'avance d'une vis droite dans un écrou; c'est ce que l'on appelle la règle de droite. Il est généralement plus pratique de représenter les rotations et les moments de rotation (qui ont tendance à produire des rotations) par des vecteurs plutôt que par des flèches courbes.

L'arbre et la colonne fixe AC sont reliés par un joint à rotule en A, ce qui permet à l'arbre de tourner autour de n'importe quelle ligne passant par A. Dans l'agencement montré sur la figure, le poids W crée un moment WL dans le sens horaire autour de A, qui peut être représenté par un vecteur M de magnitude WL, agissant en A et perpendiculairement à AB. En raison du moment, l'arbre va précessionner (tourner lentement) autour de l'axe de la colonne dans le sens des aiguilles d'une montre, vu de C; la vitesse angulaire de précession est indiquée par le vecteur Ω. Il est à noter que ω ′, M et Ω sont perpendiculaires entre eux et que le vecteur de spin ω ′ tourne toujours vers le vecteur de moment M. On peut montrer que Ω, la vitesse angulaire de précession, ne dépend pas sur l'angle α qui, dans le cas d'une toupie, est proche de 180 degrés.

La précession des sommets s'accompagne fréquemment d'un phénomène connu sous le nom de nutation, qui est mis en évidence par un mouvement ondulatoire de l'extrémité de l'axe de rotation provoqué par des variations de l'angle α.