Vitesse de translation d’un tuyau creux

[invite829fa63b]

Bonjour

voila j'ai une petite difficulté en physique sur la vitesse de translation et sur les moments de force. J'ai bien bouquiné le hecht et j'ai pas trouvé d'exo semblables donc si vous pouviez me donner qlq pistes ca serait gentil merci !

Calculez la vitesse de translation d’un tuyau creux de 70,0 cm de rayon ayant une masse de 1200 g lorsqu’il arrive au bas d’une pente inclinée à 15° et de 6,50m de long. On suppose que le tuyau était immobile et en position horizontale au départ et qu’il roule sans glisser. Utilisez la conservation de l’énergie et prenez g = 10 m/s².

(on m'a conseillé de partir avec I = MR² mais ca m'aide pas vraiment)


Une meule cylindrique de 1,5 kg et de rayon 0,20 m, immobile au départ, acquiert une vitesse de rotation de 1800 tours/min en 6,0 s. Calculez le moment de force moyen fourni par le moteur qui l'actionne si la meule est modélisée par un cylindre plein homogène.

(pareil la aussi on m'a conseillé de partir avec I = 0,5 MR²...)

merci
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Le tuyau creux arrive en bas avec une vitesse de translation et de rotation reliées par V=Rw.
Et la somme l'énergie de translation et de rotation est égale à l'énergie potentielle perdue.
Le problème est que sans connaître le rayon interne du tuyau, on ne peut pas connaître son moment d'inertie. Celui-ci est ½M(R²_ext + R²_int).
Il faut relire l'énoncé pour voir s'il n'y a pas des indications supplémentaires (genre "paroi très mince") que vous nous auriez caché.
Au revoir.

[sitalgo]

B'jour,

Si on a "conseillé" de prendre I=Mr², on devrait négliger l'épaisseur du tube.

[Tiluc40]

Bonjour et bienvenu au forum.
Le tuyau creux arrive en bas avec une vitesse de translation et de rotation reliées par V=Rw.
Et la somme l'énergie de translation et de rotation est égale à l'énergie potentielle perdue.
Le problème est que sans connaître le rayon interne du tuyau, on ne peut pas connaître son moment d'inertie. Celui-ci est ½M(R²_ext + R²_int).
Il faut relire l'énoncé pour voir s'il n'y a pas des indications supplémentaires (genre "paroi très mince") que vous nous auriez caché.
Au revoir.

Bonjour,
Compte-tenu de l'énoncé (cylindre de 1m40 de diamètre pour un poids d'1,2kg), je pense qu'on peut supposer que la paroi est en effet trés mince.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite829fa63b]

merci de votre aide
si je comprend bien on a donc v=Rw=-mgh
cependant je vois toujours pas a quel moment intervient le moment d'inertie ni pourquoi une energie qui en joule est egale a une vitesse en m/s...
(sinon pas de précision sur l'epaisseur mais je pense que oui on peut la considéré tres mince)

[cerfa]

Bonjour

merci de votre aide
si je comprend bien on a donc v=Rw=-mgh

Ben non, tu n'as pas compris les explications de LPFR qui te parlait d'énergie cinétique et d'énergie potentielle.

cependant je vois toujours pas a quel moment intervient le moment d'inertie ni pourquoi une energie qui en joule est egale a une vitesse en m/s...

Ben justement c'est faux...Mais ce n'est pas ce qu'il t'a été dit de faire !

Cordialement

[invite829fa63b]

ah ouais l'energie cinetique je me disais bien qu'elle devait intervenir qlq part...
on a donc Ec=1/2*I*w²=1/2*M*R²*w²
w²=-mgh/(1/2*M*R²)
et apres on enleve le carré...
c'est ca ?

[cerfa]

ah ouais l'energie cinetique je me disais bien qu'elle devait intervenir qlq part...
on a donc Ec=1/2*I*w²=1/2*M*R²*w²

Ben non.

Lis correctement l'indication , honnêtement ça aide..

Et la somme de l'énergie de translation et de rotation est égale à l'énergie potentielle perdue.

Par ailleurs

w²=-mgh/(1/2*M*R²)
et apres on enleve le carré...
c'est ca ?

Un carré d'une quantité réelle peut-il être négatif ? Fais tourner 7 fois ta souris avant de cliquer...

Cordialement

[invite829fa63b]

ok on a donc si je comprend bien E(translation)+E(rotation)=Ep( perdue)
bon et d'apres wikipedia et sa definition de l'energie cinetique on aurait donc 2Ec=Ep(perdue) ? avec Ec=1/2*I*w² et Ep=-mgh ?
Pour tout t'avouer je tatonne pcq je suis pommé la je comprednpas trop ce quon essaye de chercher...je sais que la formule qui va nous donner la solution est v=Rw et on a R il nous manque w...et w on le trouve grace aux formule de l'energie c'est ca ?

[invite829fa63b]

au fait a propos du 2nd exo (histoire que je reflechisse aussi a celui la en meme tps que le 1er) on cherche un moment de force donc t=r*F
est ce qu'on trouve F par f=ma ???

[cerfa]

ok on a donc si je comprend bien E(translation)+E(rotation)=Ep( perdue)
bon et d'apres wikipedia et sa definition de l'energie cinetique on aurait donc 2Ec=Ep(perdue) ? avec Ec=1/2*I*w² et Ep=-mgh ?
Pour tout t'avouer je tatonne pcq je suis pommé la je comprednpas trop ce quon essaye de chercher...je sais que la formule qui va nous donner la solution est v=Rw et on a R il nous manque w...et w on le trouve grace aux formule de l'energie c'est ca ?

C'est globalement ça.

Mais deux remarques : d'abord Ep(perdue)=mgh et par ailleurs
le fait qu'ici les énergies cinétiques de translation et de rotation soient égales est un pur hasard (dû à la condition de non glissement et au choix I=MR^2). En général c'est faux.

[cerfa]

au fait a propos du 2nd exo (histoire que je reflechisse aussi a celui la en meme tps que le 1er) on cherche un moment de force donc t=r*F
est ce qu'on trouve F par f=ma ???

Sûrement pas. Si ta meule est homogène, le centre de gravité est sur l'axe de rotation, et son accélération est nulle !

Tu trouves directement le moment par utilisation du théorème du moment cinétique.

Es-tu sûr d'avoir bien en tête tous les théorèmes importants de la mécanique des solides ? Parce qu'il faut avoir les idées très claires là-dessus avant de faire des exercices...

[invite829fa63b]

nan c'est vrai sur ce chapitre j'ai pas les idées super clairs mais petit a petit le ciel s'eclaircie
par contre pour le theoreme du moment cinetique euh je vois pas c'est lequel je connais juste le moment cinetique L=Iw mais pas le theoreme...tu peux m'eclairer dessus (j'ai regarder su wikipedia mais c'est pas tres pedagogue...)
en tous cas merci pour ton aide et de m'avoir accordé de ton tps

[invite829fa63b]

et sinon pour le premier en conclusion on a
2Ec=Ep(perdue)
Iw²=mgh
MR²w²=mgh
R²w²=gh (les m se simplifient ?)
w=racine(gh/R²)
et dc v=R*racine(gh/R²)
pétar jspr que celui va tomber au partiel je risque pas de l'oublier...