Moment d'inertie
Le moment d'inertie est la tendance d'un corps à conserver son état de mouvement de rotation. Il joue le même rôle que l'inertie (la masse) en translation.Plus un corps a un grand moment d'inertie autour d'un axe de rotation, plus il est difficile de changer le mouvement de rotation de ce corps (augmenter ou diminuer sa vitesse angulaire).
Funambule
Le funambule Philippe Petit a marché sur un câble d'acier entre les deux tours du World Trade Center en 1974. Il a réussit cet exploit en utilisant une perche de 8 m de long et de masse 25 kg. Cette longue perche remplie deux rôles importants :- Augmenter le moment d'inertie (du système funambule-perche)
- Baisser le centre de gravité (du système funambule-perche)
Vidéo du funambule Nik Wallenda qui a traversé le Grand Canyon sur un câble d'acier en juin 2013 (1550 pieds) : https://www.youtube.com/watch?v=MX_jFK9Zf5k
Augmenter le moment d'inertie
Avec une telle longue perche de 8 m et de masse 25 kg, on peut approximer le moment d'inertie autour de son centre de masse avec l'équation d'une tige homogène :
Le moment d'inertie du funambule est plus compliqué à calculer. Néanmoins, on sait maintenant que le moment d'inertie du système funambule-perche sera plus grand que celui du funambule seul puisqu'on ajoute le moment d'inertie de la perche.
Un coup de vent, un débalancement soudain, un pied qui glisse, tous ces événement vont tenter de faire tourner le funambule. En ayant un plus grand moment d'inertie grâce à la perche, ces événement vont moins affecter le mouvement de rotation et donc il sera plus facile au funambule de conserver son équilibre statique.
Baisser le centre de gravité
Le centre de gravité d'une perche droite est au centre géométrique de la perche. Lorsque celle-ci se courbe sous son propre poids, son centre de gravité va se situer un peu plus bas que le milieu de la perche. Puisque la perche est maintenue par le funambule près ou sous son nombril (position du centre de gravité du funambule), en ajoutant la masse de la perche avec un centre de gravité plus bas que celui du funambule, le centre de gravité du système funambule-perche est baissé
INCLURE IMAGE...
Avec un centre de gravité plus bas, le moment de force que le poids du système funambule-perche sera plus petit lorsque le funambule subira une rotation, puisque le bras de levier sera plus petit.
INCLURE IMAGE...
Volant ("Flywheel")
Le volant ou "flyweel" d'un moteur est un grand disque plein qui est relié au vilebrequin ("crankshaft"). Cette composante a un grand moment d'inertie. Le volant permet de fournir de l'énergie en continue alors que la source d'énergie n'est pas continue. En effet, les pistons vont exercer un moment de force sur le vilebrequin que durant une partie d'un cycle de combustion. Bien qu'il y ait plusieurs pistons dans un moteur, le moment de force appliqué par les piston sur le vilebrequin varie selon le moment de l'explosion dans la chambre de combustion. Puisque le volant a un grand moment d'inertie, il est difficile de faire varier son mouvement subitement et donc il amorti l'effet des explosions spontanées.
Vilebrequin et volant
Volant ("flywheel")
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| MAN 8S35ME-B - Diesel 2 temps Volant d'inertie prêt à être relié à l'arbre de transmission |
Il accumule de l'énergie cinétique :
Il fournit une partie de cette énergie cinétique au système de transmission et se rend aux roues.
Volant ("flywheel") bien visible (disque vert) sur un tracteur
KERS
Le système KERS (Kinetic Energy Recovery System) est un système installé sur les voitures afin de récupérer l'énergie cinétique de la voiture lors du freinage. Durant le freinage, un embrayage permet de relier les roues de la voiture à une roue d'inertie. Celle-ci accumule donc de l'énergie cinétique (ce qui aide au freinage) qui sera disponible lors des accélérations.
Vidéo système de roue d'inertie
https://www.youtube.com/watch?v=ZHgN1-Qv9LU
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