Forces, Champs, Energie
Bases mobiles

Ces bases sont formées de vecteurs unitaires orthonormés dont la direction change avec M. Ces vecteurs seront soit placés en O soit rapportés en M (voir schémas).

Définition

Base locale des coordonnées cylindriques :

Base locale des coordonnées cylindriques

est dans la direction Om; est dans la direction , et .

Relations importantes :

Différentielle :

Géométriquement on obtient le même résultat. Dans la base liée à , pour aller de à : on va de à ; on va de à ; on tourne d'un arc de cercle .

Définition

Base locale des coordonnées polaires : . Espace oxy à deux dimensions.

Les relations entre les vecteurs unitaires et leurs dérivées sont inchangées.

Différentielle :

Définition

Base locale des coordonnées sphériques :

Base locale des coordonnées sphériques

est porté par ; est perpendiculaire à et est situé dans le plan méridien (vertical) OMn, enfin .

Différentielle :

En effet, dans la base liée à , pour aller de à : on va de à ; on tourne d'un arc de cercle et d'un arc de cercle .

Définition

Base de Serret-Frenet des coordonnées intrinsèques :

Base de Serret-Frenet des coordonnées intrinsèques

C'est une base locale de vecteurs unitaires rapportée en M. Elle est formée du vecteur ut tangent à la courbe, du vecteur dérivée normal à , soit (dirigé dans le plan vers le côté concave de la courbe), et du vecteur binormal .

Définition

On définit le rayon de courbure Rc de la courbe en M : c'est le rayon ΩM du cercle intérieur, de centre Ω, qui est tangent à la trajectoire au point M. La grandeur 1/Rc est appelée courbure. Le point Ω est appelé centre de courbure (en M) de la courbe. Il satisfait la relation :

Cas particulier : si la trajectoire du point M est un cercle de centre O et de rayon R, alors Ω = O et Rc = R.

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