Pain de glace + camion = forces ?

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 11:47

Bonjour,
J'ai une question concernant les forces exercés sur un pain de glace transporté par un camion en mouvement.

Voici la question :

Un camion circulant à une vitesse constante sur une route rectiligne et horizontale transporte sur son plateau un pain de glace non fixé, dont le poids est de 120 N. Le pain de glace, non fixé sur le plateau du camion, reste immobile au milieu du plateau.
Le chauffeur freine. Les forces qui s'exercent sur le pain de glace restent inchangées lors du freinage. Qu'advient-il du pain de glace ? Justifier la réponse.
Même question si le chauffeur accélère.
Même question si le chauffeur tourne à droite.

Voilà les questions étant celles-ci, je n'arrive pas à savoir ce qui peut bien ce passer lorsque le camion exerce ces actions-ci. Je pense qu'il faut expliqué tout ça grâce au poids de 120 N mais je n'en suis pas sûr. C'est pour un dm de physiques et c'est très urgent encore.

Merci pour les réponses :we:

par **Flodelarab** » 07 Mar 2007, 11:54

Le poids n'a rien a voir.

C'est juste un probleme de référentiel.
Le camion et ton pain de glace sont indépendants ...donc en vertu du principe d'inertie, quoique fasse le camion, le pain de glace suit sa propre route.

En clair:
Le camion accélère ---> le pain de glace est projeté à l'arrière du camion (vitesse constante)
Le camion décélère ---> le pain de glace est projeté à l'avant du camion (vitesse constante)
Le camion tourne ---> le pain de glace continue tout droit (direction constante)

par **Quidam** » 07 Mar 2007, 12:20

Flodelarab a écrit:Le poids n'a rien a voir.
...
Le camion et ton pain de glace sont indépendants ...

Je ne suis pas tout à fait d'accord ! Tout objet a un poids sur Terre ! Donc il est faux de dire que le camion et le pain de glace sont indépendants ! Ce qu'il faut dire c'est que puisque "Les forces qui s'exercent sur le pain de glace restent inchangées lors du freinage", cela veut dire que étant donné un coefficient de frottement négligeable entre la glace et le plancher du camion, le camion est incapable d'exercer une force horizontale suffisamment significative : tout se passe donc comme si le camion ne pouvait exercer sur le pain de glace qu'une force strictement perpendiculaire à son sol, et par conséquent strictement verticale. En vitesse constante ou en cas d'accélération, le camion exerce constamment une force verticale dirigée vers le haut, qui compense exactement le poids du pain de glace qui, qu'on le veuille ou non, est toujours là !
Bien entendu, mes conclusions sont quand même identiques aux tiennes :

[INDENT]En clair:
Le camion accélère ---> le pain de glace est projeté à l'arrière du camion (vitesse constante)
Le camion décélère ---> le pain de glace est projeté à l'avant du camion (vitesse constante)
Le camion tourne ---> le pain de glace continue tout droit (direction constante)[/INDENT]

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 15:00

Quidam et Flodelarab, je crois que vous voulez dire tous les deux la même chose.

Dans ce genre de problème, on doit considérer 2 choses. D'abord le principe d'inertie, qui veut que le pain de glace vive sa vie, sous réserve express qu'il n'y ait pas d'interaction de contact entre le pain et le plateau et donc pas de frottement. L'énoncé n'en parle pas, ce qui est anormal (mais c'est peut être un énoncé de seconde). Le principe d'inertie fait intervenir la masse, pas le poids...

Ensuite, il faut définir le référentiel d'inertie, car sinon, il n'est pas possible d'appliquer le principe d'inertie. Et un camion qui tourne ou qui freine n'est pas vraiment le bon support pour un référentiel d'inertie...

Il est cependant compliqué d'expliquer cela à un élève du secondaire. Et d'ailleurs même dans le supérieur, je me souviens avoir eu toutes les peines du monde à expliquer ce concept... Et d'ailleurs, de nombreux tests montrent que ce principe n'est pas toujours bien compris! Question triviale à un élève de math sup : dans un ascenceur (encore...) en chute libre, je retourne un pichet plein d'eau: que se passe-t-il?

Pour finir, je suis bien sur d'accord avec vos conclusions.

par **Flodelarab** » 07 Mar 2007, 15:14

Dominique Lefebvre a écrit:Question triviale à un élève de math sup : dans un ascenceur (encore...) en chute libre, je retourne un pichet plein d'eau: que se passe-t-il?

Ya augmentation instantanée du taux de colère des copropriétaires à qui ça va encore faire des frais !
G bon ?

NB: l'heureux squatteur du dit ascenceur ferait bien de se protéger plutot que de retourner des carafes pleines....

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 15:20

Flodelarab a écrit:Ya augmentation instantanée du taux de colère des copropriétaires à qui ça va encore faire des frais !
G bon ?

NB: l'heureux squatteur du dit ascenceur ferait bien de se protéger plutot que de retourner des carafes pleines....

Pffftt... homme de peu de foi! qu'est-ce que tu peux être mesquin! Te préoccuper de tes charges au moment d'une expérience de pensée aussi fondamentale!

par **Flodelarab** » 07 Mar 2007, 15:35

Un bel exemple d'inertie est aussi la méthode cinématographique qui consiste a faire faire une parabole à un avion pour créer une situation de simili-apesenteur à l'intérieur de l'avion permettant de filmer comme si c t dans l'espace....

Par contre, je crois pas avoir vu d'inconscient qui retournait des carafes ...

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 15:47

Flodelarab a écrit:Un bel exemple d'inertie est aussi la méthode cinématographique qui consiste a faire faire une parabole à un avion pour créer une situation de simili-apesenteur à l'intérieur de l'avion permettant de filmer comme si c t dans l'espace....

Par contre, je crois pas avoir vu d'inconscient qui retournait des carafes ...

Si, si... EADS met en oeuvre un airbus A300 0G, dans lequel les industriels et les scientifiques (CNES,ESA en particulier) font des expériences en micro-gravité.
Et bien sur, il y a des physiciens dans le tas... Et comme tu l'imagines, ces gens, qui ne sont pas sérieux, ont fait la manip! Je l'ai même fait dans un intercepteur de l'Aéronavale avec un verre de jus d'orange à 0G (dans la portion descendante du vol parabolique).

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 15:48

En fait, l'honnêteté me commande de dire qu'il y a quelques éclaboussures....

par **lapras** » 07 Mar 2007, 15:52

Salut,

faire faire une parabole à un avion pour créer une situation de simili-apesenteur

ma question est : pourquoi on arrive aà créer une "situation de simili-apesenteur" en faisant une parabole ?

merci :ptdr:

ps : cet exercice bakuryu11, je l'ai déja fait dans mon manuel ^^

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 16:09

lapras a écrit:Salut,

ma question est : pourquoi on arrive aà créer une "situation de simili-apesenteur" en faisant une parabole ?

merci :ptdr:

ps : cet exercice bakuryu11, je l'ai déja fait dans mon manuel ^^

Bonne question! Et si tu essayais d'y répondre..... C'est dans la droite ligne (si j'ose dire) de l'exercice sur le pain de glace et des référentiels d'inertie!

Pour info, officiellement, on dit "micro-gravité", parce que même si l'avion est dit "0g", la gravité n'est pas tout à fait nulle....

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 21:19

Tu as fait cet exercice dans ton manuel :id: Stp tu peux me détailler ce que t'as mis un peu, moi les mouvements je ne suis pas très très fort... Stp :++:

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 21:21

Tu as fait cet exercice :id: passe le moi stp, du moins détaille moi un peu ce que t'as mis parce que les mouvements et moi ça fait deux :++:

par **lapras** » 07 Mar 2007, 21:27

Salut,
franchement pour un exercice aussi simple, avec toutes les explications que t'as eu dans ton post, je pense que tu peux yarriver !
Tu connais le principe d'inertie ?
Tu as quoi exactement comme question ?

Bye

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 21:39

Bah en fait je crois savoir comment savoir ce qui doit bien arriver à ce pain de glace, les mouvements qu'il va faire (par exemple je pense bien que le pain de glace va tomber à la renverse vers l'avant quand le chauffeur accélèrera), mais je ne sais pas comment l'expliquer, du moins pas avec les notions de forces, de principe d'inertie, etc. D'ailleurs, le principe d'inertie, je ne suis pas très fort là dessus... :we:

Voilà, si tu pourrais m'aider se serait hyper sympas :++:

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 21:43

bakuryu11 a écrit:Bah en fait je crois savoir comment savoir ce qui doit bien arriver à ce pain de glace, les mouvements qu'il va faire (par exemple je pense bien que le pain de glace va tomber à la renverse vers l'avant quand le chauffeur accélèrera),

Ben non!! loupé! quand le chauffeur accélèrera, le pain de glace aura tendance à poursuivre son mouvement rectiligne uniforme, et donc il reculera par rapport au camion. Lorsque tu es dans une voiture qui démarre en trombe, t'es collé au siège, non?

mais je ne sais pas comment l'expliquer, du moins pas avec les notions de forces, de principe d'inertie, etc. D'ailleurs, le principe d'inertie, je ne suis pas très fort là dessus... :we:

Dis moi ce que tu as retenu du principe d'inertie!

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 21:47

A oui mince j'ai confondu avec le freinage désolé... Pour le principe d'inertie, je n'ai compris qu'une vague chose. En fait, si je me rappelle bien, il s'agit d'un état dans lequel un objet n'est pas en mouvement et je crois savoir aussi que les forces qui s'exercent sur l'objet se compensent. Et que cet état se déroule en mouvement rectiligne uniforme.

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 22:00

Ya quelqu'un pour m'aider svp ?

par **Dominique Lefebvre** » 07 Mar 2007, 22:09

bakuryu11 a écrit:Pour le principe d'inertie, je n'ai compris qu'une vague chose. En fait, si je me rappelle bien, il s'agit d'un état dans lequel un objet n'est pas en mouvement et je crois savoir aussi que les forces qui s'exercent sur l'objet se compensent. Et que cet état se déroule en mouvement rectiligne uniforme.

Et tu comptes résoudre tes exos avec un vague souvenir...

Newton a énoncé le principe d'inertie comme suit :" pour un observateur terrestre, tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme, si les forces qui s'exercent sur lui se compensent".

En mécanique moderne, on l'énonce plutôt comme ça : "il existe des repères galiléens dans lesquels tout point matériel isolé est en mouvement retiligne uniforme (V= constante) ou au repos (V = constante = 0)".

Ces deux définitions disent la même chose, mais la deuxième est plus précise!

1er point : le reférentiel d'inertie est galiléen. Tu ne dois pas utiliser ce principe dans un repère accéléré, par exemple un camion qui freine! c'est pour cela qu'on choisit d'étudier le problème pain+camion dans un référentiel terrestre.

2eme point : le point est isolé, c'est à dire qu'aucune force ne s'exerce sur lui, ou bien la résultante des forces est nulle (ce qui revient au même).

3eme point : sous ces hypothèses, le principe d'inertie dit que si l'on applique aucune accélération (aucune force) à ce point, alors il restera dans l'état où il est: immobile s'il était immobile ou en mouvement rectiligne uniforme s'il était en mouvement rectiligne uniforme.

Donc, pour en revenir au pain de glace, s'il n'y a pas de frottement et donc que la résultante des forces est nulle, alors dans le référentiel terrestre, le pain est en mouvement rectiligne uniforme, comme le camion. Lorsque le camion freine, le pain ,lui, ne subit aucune force (il ne freine pas) et donc il continue son mouvement: il va vers l'avant...

par **bakuryu11** » 07 Mar 2007, 22:50

Ah merci ! J'ai tout bien noté suivant tes conseils. Et merci encore :++:

Pain de glace + camion = forces ?

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