Vibrations des systèmes mécaniques Exercices d’application : Mise en équations
Exercice MEC-3 : Petits mouvements d’un satellite géostationnaire
Thème : La mise en équations avec, prise en compte des forces gravitationnelles, et linéarisation des vitesses dans l’énergie est intéressante.
On se propose d’étudier le comportement d’un satellite géostationnaire légèrement écarté de sa trajectoire théorique. Le repère
( , T x y z G G G
o,
o,
o)
est supposé galiléen. Le satellite est assimilé à un point matériel de masse
m
. A l’équilibre il décrit un cercle de rayonR
d’axe( , T z G
o)
avec la même vitesse angulaire
Ω
que la terre, sa position est repérée parTS JJJG
o= Ru G
.
On utilise comme paramètres de position deux angles
θ ϕ ,
et une translationρ
telle que
TS JJG = R ( 1 + ρ ) u G
.z G
ox G
oy G
0v G
1u G
1u G
S0
S
Ωt + θ ϕ θ ϕ
Établir les équations des petits mouvements par rapport à la trajectoire théorique du satellite.