Exo forces travail

De la mécanique au nucléaire, nos physiciens sont à l'écoute
tibo5619
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Exo forces travail

par tibo5619 » 07 Déc 2007, 18:19

Bonjour

Donc voila Lundi j'ai un devoir de Physique chimie et la prof nous avait donné les devoirs des années précédentes pour s'entrainer !!!
seulement voila ne l'ayant pas eu aujourd'hui, je n'ai pu avoir les corriger des exos et je me retrouve donc dans le doute de savoir si j'ai bon ou si j'ai faux, je ne suis même pas sur que mon raisonnement soit correct !!!
Donc voila se serait simpa de me donner ne serait ce que les résultat des questions et si la motivation vous prend le raisonnement !!! :p

voila donc l'énoncer :

Un skieur et son équipement de masse totale m = 80kg remontent en téléski une piste faisant un angle alpha = 20° avec l'horizontale. Ils éffectuent un déplacement rectiligne de longueur AB = 400m à vitesse constante. La tige du téléski garde au cours du déplacement une direction constante faisant un angle béta = 45° avec la piste. L'ensemble des frottements dus au contact avec le sol et l'air est modélisé par une force f de valeur constante 50N et directement opposée au vecteur vitesse du centre d'inertie du skieur

1 - faire un bilan des forces s'exerçant sur le systeme ( skieur + équipement ) et les réprésenter sur le shéma ( le nom des forces me suffiront )

2 - déterminer la valeur de la force exercée par la tige

3 - exprimer puis calculer le travail de chacune des forces le long du déplacement AB

4 - Calculer la puissance de la force exercée par la tige si le déplacement dure 4 min


Voila tout !!!
même si vous avez ne serait ce quelque réponse sur une question ... elles seront la bienvenue

je remercie ceux qui liront le message et qui prendront le temps d'y réfléchir
et surtout ceux qui pourront m'aider

PS : pour les accro j'ai d'autres exo ^^



Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 07 Déc 2007, 19:08

tibo5619 a écrit:Bonjour

Donc voila Lundi j'ai un devoir de Physique chimie et la prof nous avait donné les devoirs des années précédentes pour s'entrainer !!!
seulement voila ne l'ayant pas eu aujourd'hui, je n'ai pu avoir les corriger des exos et je me retrouve donc dans le doute de savoir si j'ai bon ou si j'ai faux, je ne suis même pas sur que mon raisonnement soit correct !!!
Donc voila se serait simpa de me donner ne serait ce que les résultat des questions et si la motivation vous prend le raisonnement !!! :p

voila donc l'énoncer :

Un skieur et son équipement de masse totale m = 80kg remontent en téléski une piste faisant un angle alpha = 20° avec l'horizontale. Ils éffectuent un déplacement rectiligne de longueur AB = 400m à vitesse constante. La tige du téléski garde au cours du déplacement une direction constante faisant un angle béta = 45° avec la piste. L'ensemble des frottements dus au contact avec le sol et l'air est modélisé par une force f de valeur constante 50N et directement opposée au vecteur vitesse du centre d'inertie du skieur

1 - faire un bilan des forces s'exerçant sur le systeme ( skieur + équipement ) et les réprésenter sur le shéma ( le nom des forces me suffiront )

2 - déterminer la valeur de la force exercée par la tige

3 - exprimer puis calculer le travail de chacune des forces le long du déplacement AB

4 - Calculer la puissance de la force exercée par la tige si le déplacement dure 4 min


Voila tout !!!
même si vous avez ne serait ce quelque réponse sur une question ... elles seront la bienvenue

je remercie ceux qui liront le message et qui prendront le temps d'y réfléchir
et surtout ceux qui pourront m'aider

PS : pour les accro j'ai d'autres exo ^^


Bonsoir,

Intéressant ton problème! Mais dis moi, qu'en penses-tu, toi-même? As-tu fais l'effort d'y réfléchir et de chercher les solutions?
Par exemple, le plus facile mais aussi le plus important: as-tu établi le bilan des forces sur un schéma?

Nous ne sommes pas là pour te donner les réponses mais pour t'aider à les trouver! La nuance est grande, tu ne crois pas?

tibo5619
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par tibo5619 » 07 Déc 2007, 19:58

oui oui ne vous inquiéter pas pour ça je comprends que vous ne veuiller pas me donner directement les réponses et après tout il est vrai que un coup de main pour trouver est plus utile qu'une réponse direct :happy2:

bon reprenons

je vous propose mes hypothèses et si possible vous pourier me dire ce qui ne vas pas ???

questions 1

les forces sont le poids P ( 80kg x 10N.kg-1 = 800 N ) la résultante R que l'on peut décomposer en deux Réaction normal Rn et Réaction des frottement Rf ( sachant que R = P , R = 800 N et d'après moi il faut utiliser le th. de pythagore pour trouver Rn [ grace a R et Rf ] après tout les calcul j'obtiens environ 798.5N ). la dernière force est la forces F de la tige

est ce déja ça ???

questions 2

après avoir trouver toutes les forces ont peut donc écrire :
Rn + Rf + P + F = 0 ( d'après première loi de newton )

pour moi il faut d'abord écrire les coordonnées de chaque forces :

ainsi Rf ( -50 ; 0 ) Rn ( 0 ; 798.5 ) P ( -P x cos a ; - P x sin a ) F ( F x cos B ; F x sin B )
j'ai noter a > alpha et B > béta

et ainsi on addtionne toutes les valeurs de x et toutes les valeurs de y afin de trouver les coordonnées de F ????

est ce ça ???

merci d'avance

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 07 Déc 2007, 20:12

tibo5619 a écrit:
questions 1

les forces sont le poids P ( 80kg x 10N.kg-1 = 800 N ) la résultante R que l'on peut décomposer en deux Réaction normal Rn et Réaction des frottement Rf ( sachant que R = P , R = 800 N et d'après moi il faut utiliser le th. de pythagore pour trouver Rn [ grace a R et Rf ] après tout les calcul j'obtiens environ 798.5N ). la dernière force est la forces F de la tige

est ce déja ça ???


Question préalable : quel référentiel as-tu choisi? Ton prof de physique t'a sans doute dit que c'était la première chose à faire non...

Le bilan des forces : le poids p OK (j'écris les vecteurs en gras), la réaction R du support OK (mais je ne sais pas comment tu la traces sur ton schéma : j'ai des doutes!). La traction de la perche que j'appelle T et qui n'est PAS f. Et enfin f, la force de frottement, parallèle à la piste et de sens opposé au déplacement.

Ton énoncé dit que le mouvement est rectiligne uniforme, donc toutes ces forces s'équilibrent.

Je doute que ton schéma soit correct, dans la mesure où tu mentionnes pas T.

Le calcul que tu proposes est très curieux et de plus n'a rien à faire ici... On te demande seulement de les représenter.

questions 2

après avoir trouver toutes les forces ont peut donc écrire :
Rn + Rf + P + F = 0 ( d'après première loi de newton )


Attention, la seconde (pas la première) loi de Newton est une loi vectorielle! C'est la somme des vecteurs qui est nulle...


pour moi il faut d'abord écrire les coordonnées de chaque forces :

ainsi Rf ( -50 ; 0 ) Rn ( 0 ; 798.5 ) P ( -P x cos a ; - P x sin a ) F ( F x cos B ; F x sin B )
j'ai noter a > alpha et B > béta

et ainsi on addtionne toutes les valeurs de x et toutes les valeurs de y afin de trouver les coordonnées de F ????

est ce ça ???

merci d'avance


Cuisine très étrange :-))

Explique moi plutôt quelles forces s'équilibrent sur le plan physique, avant d'écrire des choses que tu vas regretter.
Et tu me parles de valeurs de x et de y (j'imagine que tu veux dire projettées sur l'axe Ox et Oy) alors que tu n'as même pas définis de référentiel...

tibo5619
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par tibo5619 » 07 Déc 2007, 20:44

Question préalable : quel référentiel as-tu choisi? Ton prof de physique t'a sans doute dit que c'était la première chose à faire non...


le référenciel terrestre ??? :hein:

Le bilan des forces : le poids p OK (j'écris les vecteurs en gras), la réaction R du support OK (mais je ne sais pas comment tu la traces sur ton schéma : j'ai des doutes!).


Rn perpendiculaire a la piste de ski et Rf parallèle a la piste de ski avec un sens opposé au déplacement !!! et ensuite d'après la relation de chasles on trace R ??? nan :hein:


La traction de la perche que j'appelle T et qui n'est PAS f. Et enfin f, la force de frottement, parallèle à la piste et de sens opposé au déplacement.


oui je me suis tromper j'ai trop pris l'habitude d'écrire la force F !!! :lol5: mais cela voulait dire T


Le calcul que tu proposes est très curieux et de plus n'a rien à faire ici... On te demande seulement de les représenter.


c'est vrai j'aurais du les mettre plus tard

Attention, la seconde (pas la première) loi de Newton est une loi vectorielle! C'est la somme des vecteurs qui est nulle...


ah bon j'aurais pourtant dis la première :hein:
mais cela ne veut pas dire que Rn+Rf+P+T=0 n'est pas exact ???

merci de me corriger parce que j'ai l'impression de m'enfoncer :s

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 07 Déc 2007, 21:07

tibo5619 a écrit:le référenciel terrestre ??? :hein:


A priori, le plus simple est d'utiliser un référentiel lié à la piste. C'est d'ailleurs ce que tu fais implicitement...


Rn perpendiculaire a la piste de ski et Rf parallèle a la piste de ski avec un sens opposé au déplacement !!! et ensuite d'après la relation de chasles on trace R ??? nan :hein:


Dans ce problème, on se fiche de la composante tangentielle de R (Ry).
Si te places dans un référentiel lié à la piste, la composante normale de R (Rn) est équilibrée par la projection de p sur l'axe Oy, soit p*cos(alpha)


oui je me suis tromper j'ai trop pris l'habitude d'écrire la force F !!! :lol5: mais cela voulait dire T

Et donc il te manques f !


ah bon j'aurais pourtant dis la première :hein:
mais cela ne veut pas dire que Rn+Rf+P+T=0 n'est pas exact ???

merci de me corriger parce que j'ai l'impression de m'enfoncer :s

La première loi de Newton est le principe d'inertie...

Vectoriellement, tu peux écrire p + R + T = 0, si tu poses R étant la réaction totale du support, c'est à dire intégrant à la fois la réaction normale Rn et la force de frottement f, car comme tu l'a constaté R = Rn + f.

Attention, c'est une égalité vectorielle! Il faut maintenant la projetter sur le bon référentiel (celui lié à la piste est le plus simple)!).

tibo5619
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par tibo5619 » 07 Déc 2007, 23:59

si cela ne vous dérange pas serait il possible que vou m'éclaircissier un peu plus parce que la j'ai beaucoup de mal a comprendre :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: !!!!!!

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 14:22

tibo5619 a écrit:si cela ne vous dérange pas serait il possible que vou m'éclaircissier un peu plus parce que la j'ai beaucoup de mal a comprendre :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: :hein: !!!!!!


Je veux bien t'éclaircir mais sur quoi? Ce que je t'écris est ton cours...

tibo5619
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par tibo5619 » 08 Déc 2007, 14:43

bon je vais essayer de reprendre

si j'ai bien compris

le référenciel qu'il faudra utiliser ici est la piste ???

ensuite les différentes forces sont le poids P la force de la tige T et les forces de frottement f !!! il ne faut pas utiliser la réaction normal Rn !!!

est ce ceci ??? parce que plus sa va plus je m'embrouille :triste: :triste: :triste:

en tout cas merci de prendre du temps pour m'aider

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 14:54

tibo5619 a écrit:bon je vais essayer de reprendre

si j'ai bien compris

le référenciel qu'il faudra utiliser ici est la piste ???

Oui, l'utilisation d'un référentiel lié à la piste simplifie les projections!


ensuite les différentes forces sont le poids P la force de la tige T et les forces de frottement f !!! il ne faut pas utiliser la réaction normal Rn !!!

Tu rigoles : dans l'équation que je t'indique, il y a P, R et T.
La réaction R de la piste est la somme de deux vecteurs : Rn le vecteur normal à la piste et Rt le vecteur tangentiel qui n'existe que parce qu'il y a des frottements. En fait, comme ton cours te l'indique surement Rt = F.
Et comme nous sommes en MRU, on peut écrire que F = Rt = pt, Pt étant la composante tangentielle du poids...

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par tibo5619 » 08 Déc 2007, 15:18

Et comme nous sommes en MRU


euuuh que veut dire MRU ???


donc on peut écrire Rn + f + P + T = 0
ou bien R + P + T = 0

et ainsi on cherche les coordonnées de toutes ces forces et selon Ox et Oy on cherche les coordonnées de F ???

et si cela ne vous dérange pas pourier vous bien définir composante tangeantielle parce que avant d'avoir posté mon premier message je n'en avait encore jamais entendu parler

:briques:

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 16:42

tibo5619 a écrit:euuuh que veut dire MRU ???


Mouvement Rectiligne Uniforme...


donc on peut écrire Rn + f + P + T = 0
ou bien R + P + T = 0

R = Rn + Rt or Rt = f donc R = Rn + f ...

et ainsi on cherche les coordonnées de toutes ces forces et selon Ox et Oy on cherche les coordonnées de F ???


Pour calculer le module de chaque force, il faut projeter le vecteur sur ton référentiel!
Quant au module de f, cela devrait être simple : f n'a pas de composante normale (dans le référentiel lié à la piste) car on te dit que f est de direction parallèle à la piste...

et si cela ne vous dérange pas pourier vous bien définir composante tangeantielle parce que avant d'avoir posté mon premier message je n'en avait encore jamais entendu parler


La composante normale d'un vecteur est le vecteur résultant de la projection du vecteur sur l'axe Oy (par exemple,pour R, c'est ce que tu appelles Ry)
La composante tangentielle d'un vecteur est le vecteur résultant de la projection du vecteur sur l'axe Ox (pour R, c'est Rx).

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par tibo5619 » 08 Déc 2007, 17:02

R = Rn + Rt or Rt = f donc R = Rn + f ...


oui et donc R + P + T = 0
Rn + Rt + P + T = 0
Rn + f + P + T = 0


ensuite en projettant sur l'axe Ox :

Rn = 0
f = -50
Pt = -P sin alpha
Tt = T cos alpha

Raisonnement correct ou faux ?????????

:briques: :briques: :briques:

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 17:12

tibo5619 a écrit:oui et donc R + P + T = 0
Rn + Rt + P + T = 0
Rn + f + P + T = 0


ensuite en projettant sur l'axe Ox :

Rn = 0
f = -50
Pt = -P sin alpha
Tt = T cos alpha

Raisonnement correct ou faux ?????????



Rn = 0 fais attention à ne pas oublier la projection sur Oy!!
Le module de f = 50 N (pourquoi -50 ?) mais c'est dans ton énoncé...

Fais attention : l'énoncé te dit que la perche qui tire le skieur fait un angle Beta de 45° avec la pente de la piste... Pour calculer la valeur du module de T, il faut donc que tu penses à projeter T sur l'axe Ox de ton référentiel..
Je ne comprend donc pas ton Tt = T*cos(alpha)...

tibo5619
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par tibo5619 » 08 Déc 2007, 17:27

Le module de f = 50 N (pourquoi -50 ?) mais c'est dans ton énoncé...


les forces de frottement vont dans le sens opposé du déplacement et ainsi cela fait - 50 :hum:
50 me paraissait bizare :hein:

Je ne comprend donc pas ton Tt = T*cos(alpha)...


Mille escuse je voulais dire Béta et non alpha :lol5:

je reprend donc

selon l'axe Ox

Rn = 0
f = 50 ???
Pt = - P sin alpha
Tt = T cos béta

Selon l'axe Oy

Rn = 798.5 ( sachant que R = 800 et f = 50 d'après th. Pythagore Rn = 798.5 )
f = 0
Pn = - P cos alpha
Tn = T sin béta

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 17:38

tibo5619 a écrit:les forces de frottement vont dans le sens opposé du déplacement et ainsi cela fait - 50 :hum:
50 me paraissait bizare :hein:


On parle de module... Le module de la force est de 50 N.

Récapitulons:

sur l'axe Ox:

T*cos(beta) = f d'où T = f/cos(beta) soit T = 50/cos(45) = 70,7 N (c'est la réponse à ta question 2)

sur l'axe Oy:

Rn = P*cos(alpha) = m*g*cos(alpha). Si g = 10 N.kg^-1 alors Rn = 80*10*cos(20) = 751,8 N

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 17:39

tibo5619 a écrit:Selon l'axe Oy

Rn = 798.5 ( sachant que R = 800 et f = 50 d'après th. Pythagore Rn = 798.5 )
f = 0


Peux-tu me dire d'où tu tires R = 800 ???

tibo5619
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par tibo5619 » 08 Déc 2007, 18:12

Peux-tu me dire d'où tu tires R = 800 ???


j'aurais pourtant dis que R = P :briques:
mais en réfléchissant c'est vrai que c'est faux

Rn = P*cos(alpha) = m*g*cos(alpha). Si g = 10 N.kg^-1 alors Rn = 80*10*cos(20) = 751,8 N


donc enfet Rn = Py ???

T*cos(beta) = f d'où T = f/cos(beta) soit T = 50/cos(45) = 70,7 N (c'est la réponse à ta question 2)


la par contre j'ai du mal a comprendre :triste:
je vois pas pourquoi on peut dire que Tt = f
pourquoi n'églige t-on Pt ???

éclairez moi SVP :triste:

tibo5619
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par tibo5619 » 08 Déc 2007, 18:25

j'ai une petite question !!!
je viens de voir un exo sur les forces ou vous disier ceci :

Pour rappel à tous: la première loi de Newton est le principe d'inertie!! C'est la seconde loi de Newton qui stipule que la somme des forces qui s'exercent sur un objet est égale au produit de sa masse par son accélération. Et donc que si le mouvement est uniforme (accélération nulle) ou que l'objet est statique alors cette somme est nulle!



mais moi j'ai appris en cours que la seconde loi de newton était :
Dans un référenciel galiléen, la variation delta Vg entre 2 instants, du vecteur vitesse Vg et la résultante des forces F appliqués entre ces 2 instants ont même direction et même sens


je ne pense pas que cela veuille dire la même chose !!! :hein:

Dominique Lefebvre
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par Dominique Lefebvre » 08 Déc 2007, 18:28

tibo5619 a écrit:
je vois pas pourquoi on peut dire que Tt = f
pourquoi n'églige t-on Pt ???

éclairez moi SVP :triste:


Tu as bien sur compétement raison!! Tu as donc compris...

Effectivement, Tt = f + p*sin(alpha). La traction de la perche doit compenser la composante tangentielle du poids p*sin(alpha) et la force de frottement.

Donc pour reprendre la calcul:
T = (f + p*sin(alpha))/cos(beta) soit ...

 

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