L'intérêt des poulies

[invite011a51cc]

Bonjour à tous! J'espère que vous allez bien!
Alors, j'ai un exercice de physique dans lequel je rencontre quelques difficultés. J'aimerais bien votre aide:
1/ un ouvrier soulève à vitesse constante, une charge de masse m=65kg, sur une hauteur h=10m à l'aide d'une poulie et d'une corde(doc 1)
On appelle vecteur F la force constante exercée par l'ouvrier.
Calcule la valeur de F et son travail lors du déplacement considéré.
Les poulies et la corde ont des masses supposées négligeables et les poulies tournent sans frottements: on admettra que les tensios exercées par la corde à chacune de ses extrémités ont des valeurs égales.Pour cette question, j'ai fait:
D'aprés la premiére loi de Newton, vecteur P+ vecteur F+ vecteur pi= vecteur nul où pi est la poussée d'archiméde et P le poids. Aprés avoir projeté les vecteurs sur un repére, on obtient: Fx=O et P+Fy= pi Or P= 637N et pi= 13*100000*65*0,001*9,8 Donc Fy= 827500N
D'aprés pythagore, F= 830660N
(le résultat me parait un pe tro élevé)
pour le travail, je trouve Wab(F)= moins 8275000J

2/ Pour éffectuer la même opération( charge de masse 65kg soulevée sur une hauteur de 10m à vitesse constante), l'ouvrier utilise maintenant le dispositif ci-dessous(doc2)
On appelle vecteur F' la force constante exercée par l'ouvrier
a/ Calculer la valeur de F'
je bloque à partir de là
je me trompe peut être dans le bilan des forces: il y a celle de l'ouvrier F', poussée d'archiméde, le poids, les forces de frottements et la tension du fil
b/ Quelle est la longueur du déplacement du point d'application de F'?
c/ Calculer son travail lors du déplacement autorisé
d/ Quel est l'intérêt d'un tel dispositif

Je vous remercie de me dire ce que vous en pensez et si ce que j'ai fait c'est juste ou pas. Mercie Bye
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[invite011a51cc]

re, c'est encore moi!
Personne n'a une idée svp sur ce problème! Je demande juste un peu d'aide svp

[sitalgo]

B'soir,

1 - Vu l'allure de l'exercice, on ne demande pas de tenir compte de la poussée d'Archimède, d'ailleurs je ne vois pas comment on pourrait la calculer, il faudrait pour cela avoir le volume de la charge. En outre tu arrives à une valeur abérrante.

La force F est inclinée, Fx ne peut donc être nulle. Pour cet exercice tu n'as pas besoin de décomposer en x et y.

2 - La poulie supplémentaire change les choses. Etudie son équilibre (3 forces) et tu comprendras pourquoi.

[invite011a51cc]

Merci beaucoup pour avoir lu mon message!
Sincèrement je ne vois pas du tout ce qu'il faut faire à la première question.
Et pour la deuxième les forces sont: le poids, la force exercée par l'ouvrier et la tension du fil?

Merci encore, j'espère que vous allez me mettre sur la voie parce que je ne m'en sors pas du tout.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sitalgo]

Pour la première tu as déjà le résultat, il suffit de ne pas tenir compte de la poussée d'Archimède.

Pour la deuxième, la force vers le bas est P, à combien sont égales les 2 forces vers le haut ?
Donc quelle force est transmise par la corde à l'autre poulie ?

[invite011a51cc]

Le résultat de la premiére me parait un peu bizare, de plus pour l'avoir j'ai calculé la poussée d'archimède!!! C'est un peu flou

[sitalgo]

Avec une poulie chaque brin (entrant et sortant) de la corde exerce la même force. On ne te demande pas de décomposer en x et y. Et laisse pythagore dormir tranquille.

Il te faut prendre le résultat sans Archimède. D'ailleurs explique les nombres que tu as mis dans ta formule car je me demande d'où certains sortent

[invite011a51cc]

en fait, moi j'ai négligé la corde, car dans l'énoncé ils disent que la corde a une masse négligeable.
A part la projection sur un repère je ne voyais pas autre chose

[sitalgo]

On néglige la masse de la corde mais elle transmet des efforts.
Bon alors ? la force F, elle fait combien ? c'est plus simple que tu le crois.

[invite011a51cc]

sincèreent, je ne comprends pas. normalement, quand l masse est néglieable, on néglige la force, non?

[sitalgo]

Le poids du câble est négligeable, pas la force due au poids de la charge, tu mélanges tout.

[invite011a51cc]

Pour la première, est ce que les forces sont: le poids, la force exercée par l'ouvrier et la tension du fil?

[sitalgo]

"le poids, la force exercée par l'ouvrier et la tension du fil?"

Les forces extérieures au système poulie-corde sont le poids et la force de l'ouvrier. Si tu ajoutes la tension du fil c'est prendre deux fois la même force.

On te dit dans l'énoncé "on admettra que les tensions exercées par la corde à chacune de ses extrémités (de la poulie) ont des valeurs égales".
Soit Fp due au poids de la charge = F due à la traction de l'ouvrier.

Faut pas chercher midi à quatorze heures.

[invite011a51cc]

Comment l'expliquer correctement que le poids est égal à la force exercée par l'ouvrier? A cause de la colinéarité des vecteurs?

[sitalgo]

Tu n'as pas à l'expliquer, c'est l'hypothèse de départ.

Ce n'est pas dû à une colinéarité (par ailleurs inexistante dans ce cas) mais au fait qu'on néglige les frottements. S'il y avait des frottements il faudrait que F > P.

[invite011a51cc]

ok merci.
je voulais vous demander si pour la 2 il y a, en plus de la force exercée par l'ouvrier, les forces de frottements et la tension du fil.
Il faut projeter là non?

[polo974]

pour mémoire F = m * g (P= 637N OK)
pour bosser avec Archimède il doit falloir le volume déplacé et la densité qui sont inconnus donc ignorés... (et en passant la poussée est vers le haut, donc "réduit" le poids, la preuve: un bateau flotte)

Les poulies et la corde ont des masses supposées négligeables et les poulies tournent sans frottements: on admettra que les tensios exercées par la corde à chacune de ses extrémités ont des valeurs égales.

ça veut dire que la force dans chaque brin est la même en intensité. la poulie permet juste de changer la direction de la force, l'ouvrier n'a pas besoin d'être en haut pour tirer la charge dans le premier cas.
La poulie dans le premier cas est donc "juste" changement de direction. On ne demande pas la force d'ancrage en haut...

2)a)
dans le 2ème cas, il y a 2 poulies et 3 brins.
partons du coté connu (tant qu'à faire!)
la masse est soulevée par la poulie du bas. force = ...
la poulie du bas a 2 brins verticaux (ce qui simplifie le calcul).
donc la résultante des forces de ces 2 brins vaut ....

comme les forces de ces 2 brins sont égales (cf définition de la poulie), la force dans chaque brin vaut...

donc la force dans le brin tiré par l'ouvrier vaut ...

b) pour soulever d'un mètre, combien de corde tirer?
(bien regarder le dessin, imaginer la poulie basse disons un mètre plus haut, combien y a-t-il de corde en moins?) faire ça sur 10m...

c) facile...

d) imagine que l'ouvrier pèse 50kg dans les 2 cas...

[invite011a51cc]

Bonjour!
Je vous remercie de me donner votre avis sur l'exercice.
Je n'ai pas vraiment compris votre raisonnement à la question 2a
c'est possible de m'expliquer autrement? merci parceque je rame

[polo974]

bonjour polo974! Apparament vous avez bien compris mon exercice sur l'intérêt des poulies et moi je rame trooooooop dessus. Vous pouriez pas m'expliquer svp?

Merci bye

la masse de 65kg pèse 637N, ça on le sait.
la poulie basse la soulève
la poulie basse est tirée vers le haut par les 2 brins (cordes)
la poulie à l'équilibre => P = F_bg + F_bd (F_bg = force brin gauche, je te laisse deviner pour F_bd)
on sait que la force dans chaque brin est égale et d'ailleurs égale à F' (tout au bout de la corde).
F_bg = F_bd = F'
on a donc
P = 2 * ...

[invite011a51cc]

merci bcp, j'ai compri votre raisonnement^^

[invite011a51cc]

Je voulais vous demander, pour la b vous avez choisi au hasard de soulever d'1m?

[polo974]

maintenant que c'est compris...
Quoi que, F' = ?

http://www.univ-lemans.fr/enseigneme...a/poulies.html
voir les trois possibilités.

le palan peut avoir 10 ou même 20 aller-retours...

pourquoi 1m? parce que la table de multiplication par 1 est assez facile pour moi... C'est juste pour te visualiser sur un schéma la quantité de corde qu'il faudra tirer...

[invite011a51cc]

J'ai trouvé que F'= 2*P soit F'= 2*637
C'est bon?
la longueur du déplacement j'ai pas encore trouvé

[polo974]

pas mal aussi:
http://www.machinerie-spectacle.org/...e/mouflage.php

[invite011a51cc]

merci pour les sites c'est sympa, mais c'est juste: F'= Pdivisé par 2?

[polo974]

J'ai trouvé que F'= 2*P soit F'= 2*637
C'est bon?
la longueur du déplacement j'ai pas encore trouvé

(on va dire que c'est la fatigue )
J'ai une poulie.
il y a P qui tire vers le bas
et 2 * F' qui tire vers le haut
trouver F'....

http://www.machinerie-spectacle.org/...e/poulies2.php

[invite011a51cc]

je me suis corrigé aprés. Lisez le message que j'ai posé avant celui-ci.
Désolé j'avais mal vu ce que j'avais fait.....

[invite011a51cc]

Est-ce que vous pouvez me réexpliquer la question c svp?

[polo974]

(rassuré)

Je me déconnecte...

Et bien non...
le travail, c'est la force fois le déplacement (même sens donc travail positif).

soit coté ouvrier: (P/2) * longueur de corde tirée
coté charge: P * 10m
Et comme rien ne se perd, rien ne se crée, on doit pouvoir vérifier la longueur tirée...

(donnez les résultats précédents)

[invite011a51cc]

lol merci bcp.