energie cinetique et potentielle

[invite615a90d7]

bonsoir ou bonjour,

On étudie le mouvement d'un solide ponctuel S dans le référentiel terrestre supposé galliléen. Ce solide, de masse m égale à 500 g, est initialement au repos en A. On le lance sur la piste ABCD représentée sur le dessin, en faisant agir sur lui, le long de la partie AB de sa trajectoire, une force horizontale constante de valeur F égale à 2.0N.
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 1.0m.
Ces deux portions sont dans un même plan vertical.
(On suppose que la piste ABCD est parfaitement lisse et que la résistance de l'air est négligeable).
AB=L=1.5m et g=10 m.s-2.

1) Déterminer la valeur VB de la vitesse de S au point B en fonction de F,L et m. Calculer Vb.
avec theorme energie cinetique je pense avoir trouver ?
dites moi ce que vous trouvez et je dirai si c'est ca ou pas quej'ai mis



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

3) Au point M défini par l'angle alpha de valeur 30 degré, 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 inférieure 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?
pouvez vous m'aider
voici le lien figure

merci d'avance

je n'arrive pas trop il faut me juste me donner une psite pour chaque question svp merci
http://www.ilephysique.net/img/forum...m_191570_1.JPG
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[invite615a90d7]

up!! SVP aide moi donner qqch et j'essayerai de vous repondre parce que j'arrive pas a debuter

[Rhodes77]

Bonjour,

Bon ben c'est reparti...Pour la question 1, il faut se souvenir que la variation d'énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces appliquées.
Ici le trajet entre A et B est horizontal, le poids et la réaction de la piste sont verticaux, donc leur travail est.... ?
Reste à considérer la force F horizontale vers la droite, comment s'exprime son travail le long de AB=L ? W=... ?
Enfin, si le solide est au repos en A, quelle est sa vitesse ? Quelle est son énergie cinétique ?
Comment s'exprime alors l'énergie cinétique au point B en fonction du travail de F ?

Bon courage

[stefjm]

dites moi ce que vous trouvez et je dirai si c'est ca ou pas quej'ai mis

J'avais cru comprendre qu'ici, cela marchait dans l'autre sens...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite615a90d7]

1 nul car cos90=0
WAB(f)=F.AB
va=O=ECa
ECb=WAB(F)

[Rhodes77]

Bon et bien vous disposez de tout pour exprimer Vb en fonction de F, L et m.
Qu'en est-il ?

Pour la suite, question 2 : de B vers C, on n'applique plus la force F précédente. Quel est le bilan des forces qui s'exercent sur le solide ? Quel est leur travail ? Qu'en déduit-on sur la variation d'énergie cinétique ?

[invite615a90d7]

ECb=WL(F)
1/2Mvb²=L.F
vb²=(L*F)/(M*0,5)=(1,5*2)/(0,5*0,5)
soit vb²= 12m.s-1 d'ou vb=3,46m.s-1
c ca??

[invite615a90d7]

le poids et la reaction du support soit leur travail egale a 0 car perpendiculaire au support donc EC=O

[invite615a90d7]

juste une question comment fait on pour avoir des alertes mails des que qqch est publié stp?? parce que j'ai pas vu tt de suite que tu avais deja repondu

[invite615a90d7]

c bon ou pas ?

[Rhodes77]

Euh ben normalement ca se fait tout seul. Je suis d'accord avec Vb mais préférez garder des quantités numériques :

Pour la suite, vous allez trop vite. Le poids et la réaction sont bien de travail nul, ce qui implique que la variation d'énergie cinétique entre B et C est nulle.
Qu'en déduit-on sur l'énergie cinétique au point C ? Et donc de la vitesse au point C ?

Edit : n'écrivez pas Vb²= 12 m/s ! Il s'agit d'une vitesse au carré, ça n'a donc pas les dimensions d'une vitesse ! Vb² s'exprime en m²/s².

[invite615a90d7]

alors si delta EC=ECc-ECb
0+Ecb=Ecc
Ecb=Ecc donc vc=Vb je pense fortement que c'est ca!!

[Rhodes77]

Je pense fortement aussi !

Pour la question 3, lorsque le point M parcourt le demi-cercle, il s'élève au dessus de l'horizontale. Il acquiert donc de l'énergie potentielle de pesanteur.
Vous avez donc besoin de connaître l'altitude du point M.
En faisant un schéma de la portion de cercle, exprimez l'altitude du point M en fonction de R et alpha.
Une fois connue cette altitude, vous pourrez exprimer l'énergie potentielle de pesanteur du point M, et exprimer la conservation de l'énergie mécanique entre le point C et le point M.

[invite615a90d7]

voci image

[invite615a90d7]

je ne vois pas comment on peut faire

[Rhodes77]

En attendant la validation, quelle expression avez-vous pour zM en fonction de R et de alpha ?

[invite615a90d7]

je ne sais pas je pense qu'il faut utiliser le triangle rectangle mais je ne vois pas comment on peut faire

[Rhodes77]

Allez, c'est juste de la trigonométrie. Considérez le triangle OCM. Projetez M sur le segment OC, et bidouillez un peu avec cosinus !

[invite615a90d7]

oui mais OCM n'est pas rectangle??
amoins que on prolonge OM et BC

[Rhodes77]

Non, je vous ai indiqué de projeter M sur OC. Notons H ce projeté. Le triangle OHM est rectangle en H. L'altitude M, c'est la longueur CH.

[invite615a90d7]

bon ben ma figure est fausse alors cherche pas a la voir ca va faire peur lol

[invite615a90d7]

HC=OC-OH
HC=OM-OH
cosalpha=OH/OM
cos30°*OM=OH
OH=0,87
donc HC=1-0,87=0,13 non?? donc m est situe a Zm=0,13 avec origine C Zc=0

[Rhodes77]

Bon allez je vous débloque mais reprenez le calcul par vous même quand même !!
OC=OM = R, rayon du cercle
CÔM = alpha
OC = OH + HC soit HC = OC - OH = R - OH
Dans le triangle OHM, OH = R cos(alpha)
D'où HC=R(1-cos(alpha)).
On vérifie facilement sur un schéma que HC est bien la hauteur de laquelle s'est élevé le point M pour un angle alpha donné.
Retrouvez ce résultat et poursuivez sur l'étude énergétique.

[invite615a90d7]

c pas bon au dessus car on a poste au meme moment?

[Rhodes77]

Ah ben c'est juste ce que vous avez fait. Seulement vous avez employé vite les valeurs numériques au lieu de garder les expressions littérales (que vous trouverez donc dans mon pst précédent). Cool, avancez !

[invite615a90d7]

merci !! je souris la mdr

[invite615a90d7]

donc EpM=mgOH
EpM=O,5*10*0,13
=0,65
or Emm=EPm+Ecm
mais je ne connais pas Emm donc je ne peux pas calculer Ecm et donc ne pas deuire la vitesse

[Rhodes77]

Si, vous connaissez l'énergie mécanique au point M, puisqu'en l'absence de frottements, l'énergie mécanique se converse. Vous pouvez donc écrire la conservation de l'énergie mécanique entre le point C et le point M.

[invite615a90d7]

or Emc=EmM
et EmC=Epc+Ecc
Epc=O car la hauteur est nul
donc Ecc=Epm+Ecm non?

[Rhodes77]

Vous vous embrouillé dans vos notations. Du coup on ne comprend plus. Vous notez "Emc=Epc+Epc" ???
Reprenez ça. Ne cherchez pas à courir. Continuez