Forces

Posté par Gmma

Bonjour, pourriez vous m'aider pour cet exercice s'il vous plaît?

Dans les exemples suivants, on considère le mouvement, dans un référentiel terrestre, d'un objet ou d'un personnage supposé indéformable. D'après chaque description du mouvement, dire si l'objet ou le personnage est soumis ou non à un ensemble de forces qui se compensent.

a. Un skieur descend une piste rectiligne, sa vitesse augmente de 2 m.s-1 toutes les secondes.
b. Une fusée décolle verticalement.
c. Un skieur remonte une piste sur un téléski qui le tracte en ligne droite à vitesse constante.
d. Une voiture prend un virage à la vitesse de 50 km.h-1
e. un palet de hockey sur glace décrit une trajectoire rectiligne à vitesse constante.


Voici ce que j'ai fait
a) Pour le skieur on dit que sa vitesse augmente donc normalement les forces ne se compensent pas.

b) je ne sais pas.

c)vitesse constante donc les forces se compensent.

d)ne se compensent pas.

e)vitesse constante donc les forces se compensent.

Merci d'avance

Posté par Flodelarab

C bien pasqu'on est incapable de faire un système de propulsion indexé sur la compensation du poids .... sinon la réponse ne serait pas si évidente ...

Posté par anima

Le poids d'une fusée n'est pas constant...On le suppose constant jusqu'a bac+1 pour simplifier les trucs

Posté par Flodelarab

Tu peux considérer le poids de la fusée constant si ça te fais plaisir, ça ne change absolument rien a mon objection. On pourrait envoyer une fusée dans l'espace à vitesse constante.

Flemmard de physiciens !

Posté par anima

tu la construis à vitesse constante ta fusée?

Posté par Flodelarab

J'adore l'idée.
J'imagine bien les constructeurs courrir en assemblant la fusée!

Posté par anima

Et histoire de finir en beauté. Ce n'est pas possible de l'assembler dans le champ grav. de la Terre, puis ensuite la faire aller au sol puis remonter sans augmenter la vitesse. Donc, un lancement de fusée ne peut pas être une compensation de forces...

Posté par Flodelarab

Puisque tu chipotes, je t'indique que j'avais déjà pensé à ça. Comme on n'indique pas d'où décolle la fusée, j'imaginais le pied de la fusée posé sur un socle à vitesse constante. Le décollage s'effectue alors lorsqu'on arrete de propulser la fusée qui continue a vitesse constante alors que le socle décélère (voire retombe sur terre).

Posté par anima

Foutaises. T'oublie un truc: la vitesse porte sur le centre de gravité de l'objet. Donc...notre cher petit socle est inclus et donc la vitesse n'est pas constante vu qu'elle changera de point d'application et légèrement de direction. Sinon, ca serait trop simple. En plus, à l'origine des temps, ton truc n'est pas au repos...

Posté par Flodelarab

Tu plaisantes ?
Si je te bouscule pour aller plus vite à la cantine, je ne modifie pas ton centre de gravité !

Posté par anima

Y'a une grosse différence là. Tu me bouscules, tu ne restes pas en contact avec moi. C'est un choc; or, la, on parle de contact prolongé. Soit on prend fusée+Socle comme un tout, soit on ne prend pas.

Posté par Flodelarab

Les bobsleighers qui poussent le bob et le lache sans monter dedans son un bon exemple. Ou vois tu une modification du centre de gravité ?

Posté par Dominique Lefebvre

Bonsoir,

Désolé de revenir à des considérations plus terre à terre, comme la question initiale, à savoir: est-ce qu'une fusée qui décolle est soumise à un ensemble de forces qui se compensent?

Que ce soit avec ou sans boosters, une fusée qui décolle est animée d'un mouvement uniformément accéléré! Et ce, qu'elle atteigne ou non la vitesse de libération, et que l'on considère ou non la variation de masse par consommation de carburant (simplement l'équation différentielle est plus simple si on ne considère pas la variation de masse).

est-ce que cela vous semble contestable? On peut s'amuser à établir l'équation différentielle du mouvement pour s'en convaincre...

Notons aussi que, quitte à chipoter, le référentiel terrestre n'est pas galiléen, ce qui règle la question...

En ce qui me concerne, la réponse me semble clairement être NON.

Posté par anima

MERCI DOMI! Mon sauveur!

P.S.: je peux te demander une petite démo de l'équa. diff et quel type de référentiel la Terre est? Juste par curiosité

Posté par Dominique Lefebvre

Commençons par le référentiel : on peut considérer un référentiel centré sur une origine à la surface de la terre (le référentiel du laboratoire disent les exos...). Ce référentiel est accéléré par rapport à un référentiel géocentrique (dont l'origine est le centre de la terre). Il est en rotation // centre de la terre (d'où par exemple l'apparition de forces d'inerties comme la force de Coriolis...)

Si maintenant tu choisis un référentiel stellaire (basé sur des étoiles lointaines) et que tu étudies dans ton réfrentiel géocentrique, il faut que tu tiennes compte du mouvement de la terre // soleil et du soleil // à la galaxie.

Tout ça pour dire que le référentiel absolu n'existe pas dans l'espace eucliden de la mécanique classique ni même dans aucune mécanique. L'espace de travail en physique est jusqu'à preuve du contrainte continu, homogène et isotrope!


L'approximation du référentiel galiléen n'est pas possible pour bon nombre d'études en physique. Par exemple, explique la formation d'un cyclone dans un référentiel galiléen!

Posté par Dominique Lefebvre

Excuse moi, un truc à faire.. Revenons à notre équa diff de mouvement.

Imaginons une fusée dont les tuyères orientées verticalement éjectent des gaz à la vitesse u, orientée verticalement vers le bas. Je néglige les frottements de l'air.

On applique le PFD en remarquant ici que la masse du mobile varie! J'appelle m la masse du combustible (qui brule pour produire les gaz qui font décoller la fusée) et M la masse de la fusée hors combustible (M est donc constant).

Le PFD s'écrit (M+m)dv/dt = (d(M+m)/dt)*u + (M+m)g

Je suppose (mais c'est une simplification) que g est constant (ne dépend pas de l'altitude).

La fusée décolle si dv/dt > 0 et donc si -dm/dt > (m+m)*g/u . En fait le décollage dépend de la masse de gaz éjecté et de la vitesse d'éjection.

Il suffit de définir la loi de variation de masse du combustible (souvent m = m0(1 - a/t) et cela te permet une étude sympatique du mouvement...

Posté par anima

J'étudierai ça moi-même en ne négligeant pas la variation de G (lois de Képler et formule de Newton pour ça)

Posté par Dominique Lefebvre

Salut anima,

Je simplifie en prenant g (pas G, ce n'est pas la même chose...) constant, parce que sinon il faut traiter le problème avec une équation différentielle aux dérivées partielles (en dx et dt), ce qui n'est manifestement pas du niveau de notre petit camarade qui posait la question initiale...

Mais si tu veux, tu peux nous faire part de tes résultats... tant qu'à faire, regarde aussi ce qui se passe en extra-atmosphérique, lorsque le champ de gravité de la terre devient négligeable!

Posté par anima

Je m'en occuperai pendant mes petits examens de bac la semaine prochaine. J'aurai une semaine de temps libre

(Si j'y arrive, je te filerai un TEX avec mes étapes ;))

Posté par Dominique Lefebvre

OK mon camarade! Bonne chance pour tes exam.. Décidément, vous y etes tous en ce moment ! J'ai une pensée émue pour certaine, qui se reconnaitra et qui sèche lamentablement sur une petit pb de math de rien du tout :-))

Bon courage à tous et toutes...

Posté par anima

Ne t'en fais pas; le prébac ici, un gars de seconde pourrait le réussir. Y'a absolument aucune difficulté, sauf peut-être en chimie...
Maths: - analyse (même pas d'équas diff)
- probas
- géométrie (sphère-droite-plan)

Physique: - Gravitation
- Mouvements de q dans
- Radioactivité (même pas de problèmes tordus...)

Y'a rien à craindre

Posté par Dominique Lefebvre

Méfie toi quand même!