Exercice de mécanique

[shannen3]

Cé un exo : je doi le rendre !!!

Bonjour,

On étudie le mouvement d'un solide ponctuel S sans le Référentiel terrestre supposer galiléen. Ce solide, de masse m égale à 500 g, est initialement au repos en A. On le lance sur la pise ABCD, en faisant agir sur lui, le long de la partie AB de sa trajectoire, une force horizontale constante de valeur F égale à 2,0 N.
La portion AC de la trajectoire est horizontale et la portion CD est un demi-cercle de centre O et de rayon R, égal à 1,0 m.
Ces deux portions sont dans un même plan vertical.
(On suppose que La piste ABCD est parfaitement lisse et que la résistance del'air est négligeable)
Données AB = L = 1,5 m et g = 10 m.s-2

1. Déterminer la valeur Vb de la vitesse S au point B en fonction de F, L, et m. Calculer Vb?

2. Expliquer sans calcul pourquoi la vitesse en C est égale à la vitesse en B?

3. Au point M défini par l'angle alpah de valeur 30°, exprimer la valeur Vm de la vitesse de S en fonction de F, L, m, R, alpha et g. Calculer Vm.

4. En réalité, une force de frottement constante de valeur f s'exerce entre C et M et la Valeur V'M de la vitesse en M est inférieur d'un tiers à la valeur obtenue à la question précédente. Exprimer f en fonction de R, m, alpha et Vm. Quelle est la valeur numérique de f ?


Voila je vous remercie d'avance !! Si kelkun pourré m'aider PLease!!!!

[girolle]

Bonjour,
D'une part il faut éviter les langues SMS et "pseudo anglais" pour être compris sur ce forum...
D'autre part, pour avoir de l'aide il te faut d'abord montrer que tu as essayé de faire l'exercice...
A bientôt donc,

[shannen3]

Re bonjour

1) delta Ec(AB) = Sommes des forces extérieures
Les forces sont: le poids, F la force horizontale, et R la réaction normale.

W (P) =0 W(F) F*AB*1 W(Rn)= 0

1/2mvb²-1/2mva²= F*AB

vb²=2*F*L/ m
vb= 3.4 m.s-1

2) Comme la piste ABCD est parfaitement lisse et que la résistance de l'air est négligeable donc on a la meme vitesse en B et en C.

3)
Energie mécanique en B :
Ec+Epp=Em
1/2mvb²+F*AB=5.89 J

Energie mécanique en M:
Epp= mgz
= mgR*(1-cos30°)
= 4.2287 J

Em= Epp +Ec

l'énergie mécanique est la meme en M: donc Em= 5.89 J

Ec= Em-Epp =5.89-4.2287 = 1.6613 J

Ec= 1/2mvm²

vm=2.57 m.s-1

4) Je n'ai pas réussi à le faire.

Merci bien

[shannen3]

Aidez moi je vous en prie!!!

[sitalgo]

2) Comme la piste ABCD est parfaitement lisse et que la résistance de l'air est négligeable donc on a la meme vitesse en B et en C.

"Lisse" ne suffit pas, ça signifie au mieux qu'il n'y a pas de frottement avec la piste.

[sitalgo]

3)
Energie mécanique en B :
Ec+Epp=Em
1/2mvb²+F*AB=5.89 J

Pas clair, tu penses que F*AB est une Epp ?
En B tu as juste l'effet de la force de 2N.

Energie mécanique en M:
Epp= mgz
= mgR*(1-cos30°)
= 4.2287 J

Recalcule avec les bonnes valeurs.

Em= Epp +Ec

l'énergie mécanique est la meme en M: donc Em= 5.89 J

Ec= Em-Epp =5.89-4.2287 = 1.6613 J

Ec= 1/2mvm²

vm=2.57 m.s-1

OK si la trajectoire est montante (ce n'est pas précisé) mais avec les bonnes valeurs.

[Calvert]

Salut!

1)

delta Ec(AB) = Sommes des forces extérieures

Attention à la confusion. la différence d'énergie mécanique entre deux points est égale à la somme des travaux des forces extérieures.
Sinon, le reste semble correct.

2) Effectivement, un arguement supplémentaire serait le bienvenu ici.

3) Attention! Dans l'énergie mécanique, les forces extérieures ne sont pas comptées. En B, l'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle (que l'on peut fixer à 0 ici).
L'énergie mécanique en M est correcte.
Le raisonnement pour terminer est à mon avis juste aussi. Il te faut donc reprendre les application numérique en recalculant ton énergie mécanique en B de manière correcte.

4) De nouveau, tu sais que la différence d'énergie mécanique entre B et M est égale au travail des forces non-conservatives. Ici, cette force NC est le frottement.

EDIT: petit croisement...

[sitalgo]

Et pour la 3 n'oublie pas qu'on demande "exprimer la valeur Vm de la vitesse de S en fonction de F, L, m, R, alpha et g."

[shannen3]

Merci de m'avoir répondu. Je reprendrais les applications numérique.
Mais une autre question , je ne comprends pas pourquoi l'énergie mécanique en B est fausse? Pourriez vous me donner un peu plus de détail. S'il vous plaît

Merci bien

[shannen3]

Et pour la 3 n'oublie pas qu'on demande "exprimer la valeur Vm de la vitesse de S en fonction de F, L, m, R, alpha et g."

Oui sitalgo. C'est ce que j'ai fait Non??

[Calvert]

L'énergie mécanique est égale à l'énergie cinétique plus l'énergie potentielle. En aucun cas, elle ne dépend d'une force extérieure appliquée à l'objet (force qui d'ailleurs n'est plus appliquée au point B).

Imagine que la partie AB du parcours n'existe pas, et que la donnée du problème soit:

En B, un objet ponctuel de masse m est animé d'une vitesse vB = 3.4 m/s.

Et que tu doives calculer l'énergie mécanique?

Pourquoi serait-elle différente de celle de ton problème?

[Calvert]

Oui sitalgo. C'est ce que j'ai fait Non??

Non. Tu fais au moins deux applications numériques (pour les énergies mécaniques) que tu réutilises dans tes calculs. Il faut conserver les expressions "littérales" jusqu'au bout.

[shannen3]

Energie mécanique en B :
Ec+Epp=Em
1/2mvb²+F*AB=5.89 J

Je ne comprends pas cette étape . Pourriez vous m'expliquer? MErci

[Calvert]

1/2mvb²+F*AB

Cette partie est fausse pour toutes les raisons précédemment citéees!

1/2mvb², ça, c'est l'énergie cinétique, ok.

F*AB, ça, c'est le travail de la force F entre A et B. Pourquoi devrait-elle être comprise dans l'énergie mécanique?

Il te manque l'énergie cinétique. Celle-ci est définie à une constante près, et peut donc être fixée à 0 à l'altitude de la droite horizontale AC.

Donc:

[shannen3]

[QUOTE=Calvert;1000120]Salut!


3) Attention! Dans l'énergie mécanique, les forces extérieures ne sont pas comptées. En B, l'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle (que l'on peut fixer à 0 ici).
L'énergie mécanique en M est correcte.
Le raisonnement pour terminer est à mon avis juste aussi. Il te faut donc reprendre les application numérique en recalculant ton énergie mécanique en B de manière correcte.


D'accord. Je fais ce que vous dites:

Energie mécanique en B:

Em= Epp + Ec
= mgz +1/2mv²b
comme z=0 m donc Em= 1/2mv²b
Mais ca ne colle pas puisque ils veulent que l'on exprime en fonction de F et L .... ET donc c'est là , que je ne comprends pas.

Je suis désolé si je m'exprime mal. Parce que comme j'écris un peu vite...

Voila

Merci