Analogie entre rotation et translation

Modèle:Ébauche En mécanique du solide, l’analogie entre rotation et translation traduit la correspondance systématique qui existe entre les grandeurs physiques et les lois d'un mouvement de rotation, et leur équivalent dans un mouvement rectiligne.

Correspondance entre grandeurs

Analogies Translation - Rotation

Grandeur	Notation	Unité		Grandeur	Notation	Unité
Vecteur déplacement	×	mètre (Modèle:Nb)		Angle plan	φ	radian (Modèle:Nb)
Vitesse	v	Modèle:Nb		Vitesse angulaire	ω	Modèle:Nb
Accélération	a	Modèle:Nb		Accélération angulaire	α	Modèle:Nb
Force	F	Modèle:Nb = Modèle:Nb		Couple	C	Modèle:Nb = Modèle:Nb Modèle:Nb
Masse	m	Modèle:Nb		Moment d'inertie	I	Modèle:Nb
Quantité de mouvement	p	Modèle:Nb		Moment cinétique	I⋅ω	Modèle:Nb

On peut noter que le passage d'une grandeur de rotation à son homologue en translation se fait toujours en remplaçant le radian par le mètre. Pour le passage inverse, on peut se rappeler que les différentes grandeurs cinématiques n'ont pas de composante en mètre, tandis que les différentes grandeurs inertielles ont toutes une composante en mètre carré, l'exposant supporté par le radian s'en déduisant.

Note : depuis la Modèle:20e générale du Bureau international des poids et mesures, le radian est une Modèle:Citation.

Le radian a été ici systématiquement noté de telle manière que cette « unité dérivée » fournisse les résultats corrects dans les équations aux dimensions des lois de la rotation, et fournisse la même dimension pour la rotation et la translation, pour les grandeurs physiques qui sont des scalaires : travail et puissance, et énergie cinétique (voir le tableau ci-dessous).

Correspondances entre lois

Analogies Translation - Rotation

Loi	Translation	Rotation	Équation aux dimensions pour l'unité en rotation
Vitesse	$\overrightarrow{v}$ = $\frac{\partial }{\partial t}$$\overrightarrow{x}$	$\overrightarrow{\omega }$ = $\frac{\partial }{\partial t}$$\overrightarrow{\phi }$	$\overrightarrow{\omega }=\mathrm{\Delta }\phi /\mathrm{\Delta }t$, donc en Modèle:Nb
Accélération	$\overrightarrow{a}$ = $\frac{\partial }{\partial t}$$\overrightarrow{v}$	$\overrightarrow{\alpha }$ = $\frac{\partial }{\partial t}$$\overrightarrow{\omega }$	$\overrightarrow{a}=\mathrm{\Delta }\omega /\mathrm{\Delta }t$, donc en Modèle:Nb
Travail d'une force	$W=\overrightarrow{F}\cdot \overrightarrow{\mathrm{\Delta }x}$	$W=\overrightarrow{C}\cdot \overrightarrow{\phi }$	W est en Modèle:Nb, donc C est en Modèle:Nb
Puissance	$P=\overrightarrow{F}\cdot \overrightarrow{v}$	$P=\overrightarrow{C}\cdot \overrightarrow{\omega }$	On a bien Modèle:Nb × Modèle:Nb = Modèle:Nb
Énergie cinétique	$E=\frac{1}{2}m{v}^2$	$E=\frac{1}{2}I{\omega }^2$	E est en Modèle:Nb, donc I est en Modèle:Nb
Grandeur conservative	$\overrightarrow{p}=m\cdot \overrightarrow{v}$	$\overrightarrow{L}=I\cdot \overrightarrow{\omega }$	On a bien Modèle:Nb × Modèle:Nb = Modèle:Nb

Annexes

Articles connexes

• Mouvement de rotation
• Dynamique de rotation

Lien externe

• Modèle:Lien web.