Exercice de physique (skieur)

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melane.38
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Exercice de physique (skieur)

par melane.38 » 29 Déc 2010, 20:07

Salut tous le monde ! :-)

J'ai un exercice à faire sur les forces pour la rentré et je bloque à des questions.
Voici l'énoncé :

Un skieur de masse m=65kg (équipement compris) se trouve au sommet d'une piste. Le plan de la piste est incliné d'un angle =10° par rapport à l'horizontale. g=10N.kg.
Les frottements des skis sur la neige sont négligeables. L'action de l'air est négligeable pour les faibles vitesses.

I] Le skieur initialement immobile se place face à la pente au point H

1) Faire le bilan des forces agissants sur le système «skieur + équipement»
2) Préciser les caractéristiques connues de certaines forces. Justifier.
3) Choisir deux axes pour lesquels le mouvement est ou sera simple et remplacer les vecteurs forces précédents par leurs composantes selon ces axes. Représenter uniquement ces composantes sur le schéma à partir du même point.
4) Déterminer les valeurs de chacune de ces composantes en justifiant.
5) Déterminer les caractéristiques du vecteur somme des forces et montrer que le skieur ne peut pas rester immobile. Justifier correctement et préciser en particulier le sens du futur mouvement.

II] Au bout d'un certain temps le skieur atteint une vitesse constante de valeur importante et la trajectoire de son centre de gravité est une droite.

1) Que faut-il modifier au bilan des forces agissant sur le système «skieur + équipement» pour tenir compte de ces nouvelles conditions ? Justifier.
2) En utilisant les deux axes précédents, préciser les composantes non nulles de toutes les forces inventoriées et représenter les sur le schéma à partir d'un même point.
3) Déterminer par le calcul (la ou) les valeurs manquantes des forces. Justifier.


Voici mes réponses que j'ai mises :
I]
1) Le poids et la réaction de la piste

2)Le poids= dir: vertical ; sens: vers la bas ; valeur: P=mg=650N

Le skieur est initialement immobile donc d'après la 1er loi de Newton la somme des forces est égale au vecteur nul : les forces se compensent. Donc P+R=0 (vecteur) = P=-R (vecteur)

La reaction= dir: perpendiculaire à la piste car absence de frottements ; sens: vers le haut ; valeur: 650N

3) Pour cette question et les autres je suis complétement bloqué, j'ai fait les composantes sur le schéma et il n'y a que Px ; Py ; Rn pour moi Rn=R et f=0.

Donc PLEASE, aidez moi J'espère que vous pourrez m'aider à finir mon exercice. Je vous en remercie d'avance.



Arnaud-29-31
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par Arnaud-29-31 » 29 Déc 2010, 21:20

Salut,

Attention les forces ne se compensent pas, le skieur à certes une vitesse initiale nulle à t = 0 mais il se met immédiatement en mouvement à t > 0.
On nous dit que l'on néglige les frottement, la réaction du support est donc perpendiculaire à la piste.

melane.38
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par melane.38 » 29 Déc 2010, 21:55

Ok merci !
Donc on ne connait pas la valeur du vecteur R ?
Et jai fait un schéma pour les composantes, vous pourriez me dire si il est juste ? Merci d'avance

melane.38
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par melane.38 » 29 Déc 2010, 21:58

Désole, je n'ai pas réussit à insérer une image mais sur mon schéma j'ai placé Rn (perpendiculaire au support) ; Px et Py est que c'est juste ou je suis complétement à côté de la plaque ^^

Arnaud-29-31
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par Arnaud-29-31 » 29 Déc 2010, 22:06

Oui c'est ce qu'il faut faire ... On choisit un repère avec l'axe des x suivant la pente et l'axe des y perpendiculaire à la pente.
R est suivant et P se décompose en une compose suivant et une suivant

melane.38
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par melane.38 » 29 Déc 2010, 22:45

Merci beaucoup pour ton aide :-D

melane.38
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par melane.38 » 30 Déc 2010, 23:29

Je pense que j'ai tout comprit mais je ne suis pas sur de mes réponses, pourriez-vous vérifier s'il vous plaît :-D

Voici toutes mes réponses:

I]
1) Le poids et la réaction du support.
2) P: dir: vertical
sens: vers le bas
valeur: 650 N

R: dir: perpendiculaire à la piste car absence de frottements
sens: vers le haut
valeur: ?

R se décompose en N et f : R=R+f. On néglige les frottements dans ce cas f=0 et R=N dons R est perpendiculaire à la piste.
3) Sur les axes j'ai placée Px; Py et N (perpendiculaire à l'axe x)
4) J'ai utilisé la trigonométrie : j'ai prit les vecteurs Py; P et Px pour que ça fasse un triangle, ensuite j'ai appliquer la trigo et j'ai trouvé : Px= 112N ( Px= sin(10)*650) et Py=640N (cos(10)*650) et N=640N
5) ? je ne vois pas se que je peux mettre (idée: pas de frottement donc mouvement)
Je ne comprend pas se que c'est un vecteur somme des forces :-/

II]
1) L'air ( frottement de l'air: Fa) d'après l'ennoncé
2) Sur les axes j'ai placée Px; Py; R avec ses composantes (f et N).
3) D'après le principe d'inertie: P+R=0 donc P+N+f=0
Projection sur Ox:
Px-f=0
...
f=112N

Projection sur Oy:
N-Py=0
...
N=640N


Est-ce normale que je trouve toujours 640N et 112N ?

Voilà, donc pourriez-vous m'aider PLEASE :D
Merci d'avance !

Arnaud-29-31
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par Arnaud-29-31 » 30 Déc 2010, 23:44

Hello !!

Le skieur ne peut pas s'envoler ni traverser la montagne : la somme des force suivant y est donc nulle c'est à dire que ainsi la somme des forces vaut et le skieur se met en mouvement.

Au passage pour la question 4 tu aurais pu expliciter les vecteurs et plutôt que simplement leurs normes.


Pour la partie II, on te demande une réponse plus complète à la question 1)

Attention, représente les frottements de l'air, les frottement entre skis et neige sont toujours négligeables et donc n'est pas modifié et est toujours suivant l'axe !

melane.38
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par melane.38 » 31 Déc 2010, 00:05

Merci beaucoup d'avoir prit le temps de m'aider à faire mon exercice :-D Je vais prendre en compte toutes tes notifications pour améliorer mes réponses !
Merci encore !!

 

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