Bonjour,
nous avons un problème qui divise plusieurs collègues.
L'exposé est simple.
Nous avons 2 pèse-personnes posés au sol l'un sur l'autre.
Un homme de 100kg monte sur le pèse personne du dessus.
On néglige le poids de chacun des pèse-personnes et ils sont considérés comme identiques en terme de caractéristiques.
Qu'indique comme poids chaque pèse-personne ?
Merci d'avance pour vos réponses et l'argumentation qui permettra de valider et de nous mettre d'accord.
100 kg et 100 kg
La balance du dessous supporte la personne de 100kg et la balance de masse nulle. Elle indique la somme des deux masses donc 100 kg
Quant à la balance du dessus, qu'elle soit posée sur le sol ou sur une autre balance ou sur 10 balances, que voulez vous que ça change, elle indique aussi 100 kg
Si vous voulez qu'une balance n'indique pas 100 kg quand il y a un gaillard de 100 kg dessus, placez vous dans un ascenseur en accélération (ou freinage).
Voilà la contre argumentation éventuelle :
1 pèse personne peut être considéré comme un ressort que l'on compresse et sa longueur de compression donne le poids de la personne du dessus.
Si on place 2 pèse personne alors il y aura 2 ressorts de même constante de raideur. et la longueur de compression des 2 ressorts serait alors divisée par 2.
Donc l'un dans l'autre les 2 pèse-personne indiqueraient 50kgs et 50kgs.
Que répondre à ça ?
Ah je comprends maintenant pourquoi cette question est posée. Parce que la balance est assimilée à un ressort et que si il y avait deux ressorts en série, alors chacun des ressorts serait 2 fois moins comprimé que s'il n'y avait qu'un seul ressort.
Et bien non car le ressort du dessus doit résister à 100 kg soit F=1000 N, et pour pousser de 1000 N il lui faut la même réduction de taille (x=F/k, k raideur) que s'il était posé au sol.
Les raideurs des ressorts se combinent (série et //) comme les capacités des condensateurs
PS je n'avais pas vu ta réponse avant d'envoyer ce 2 ème message.
Dernière modification par joel_5632 ; 13/11/2012 à 13h53.
Bonjour,
Je suis d'accord avec Joël. Pourquoi la longueur de compression serait divisé par 2 ?
2 ressorts de raideur k en série ne sont pas équivalent à un ressort de constante de raideur k mais à un ressort de constante de raideur k/2 (la démonstration est sur wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Ressort...on_de_ressorts), donc 2 fois plus d'élongation, c'est-à-dire une même élongation pour chaque ressort.
C'est comme un train. La locomotive agit avec une force totale à l'ensemble des wagons, et cette force se répercute de wagon en wagon jusqu'au dernier et reste constante.
Le poids de la personne agit sur la première balance, et cette force agit aussi sur la deuxième puis sur le sol. Dans tous les cas, il s'agit des 100kg.
Merci pour cette réponse !
Cela nous convient parfaitement et permet de nous départager.
bonjour
Votre experience est amusante....
Mettez balances l'une sur l'autre
En appliquant votre raisonnement ( qui est faux) les balances devraient indiquer 10 kg ( 10x 10kg = 100 kg) Cela signifirait quela balance du dessus appuie avec une force de 10 kg sur la balance du dessous. Je pense alors que si vous essayer de soulever la balance du dessus, vous vous appercevrez qu'il faut bien plus de 10 kg pour soulever ( en fait 100kg )
En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)
Envoyé par Coassurance
Si on assemble 2 ressorts en série de raideur k1 et k2 et qu'on applique une force F à l'ensemble, alors chacun des ressorts subit la force F. Le premier est comprime de x1=F/k1 et le deuxième de x2 = F/k2.
Donc dans ton exemple, les 2 ressorts subissent la force de 1000 N et donc les 2 balances indiquent 100 kg
On peut rechercher la raideur equivalente
la compression totale est de x = x1+x2 =F(1/k1 + 1/k2) = F/k
donc 1/k=1/k1+1/k2
(comme pour les condensateurs)
Effectivement !
En revanche pour les wagons d'un train il me semblait qu'au fur et à mesure il fallait de moins en moins de force pour tirer les wagons en queue de train ?
Est-ce que je me trompe encore ?
(Mais je me trompe encore car j'ai vu que c'est une question qui a déjà été abordée sur le forum)
Dnas le cas d'un train, à vitesse constante et si on néglige les frottements, il n'y a aucune force entre les wagons. En revanche en phase d'accélération, plus un wagon est situé vers la queue, moins il faut de force pour le tirer.
Dernière modification par joel_5632 ; 13/11/2012 à 14h20.
Re,
Si on considère que la seule force qui empêche le mouvement est le contact roues/rail (c'est à dire qu'on néglige les effets aérodynamiques), alors la force nécessaire pour bouger un wagon dépend uniquement de son poids. Si tous les wagons font le même poids, on a besoin de la même force pour bouger le premier wagon, ou le deuxième, etc... ou le dernier.
La force totale nécessaire pour bouger le train est la somme des forces nécessaires pour chaque wagon.
Par contre, là où vous avez raison et où je manque de précision c'est qu'avec les frottements, chaque wagon va perdre un peu, et la force à l'avant d'un wagon sera plus élevée qu'à l'arrière. Ainsi, à l'avant du dernier wagon, il ne reste plus qu'une faible portion de ce qu'il y avait à l'avant du premier wagon.
Ce que je dis est vrai à condition de considérer un glissement sans roulement, c'est à dire un cas parfait sans pertes. Et dans ce cas, le train ne fait qu'accélérer.
Ca, c'est faux par contre. Quand le train accélère, chaque wagon accélère de la même façon, et la force qu'il faut pour cela ne dépend que de lui-même.
Ce qui est vrai, c'est ce que j'ai expliqué. Dans un cas avec pertes, plus un wagon est situé à l'arrière, moins la force qui le tire à l'avant (de ce wagon) est importante. Mais ceci est indépendant de la force nécessaire pour faire avancer ce wagon en particulier.
Suis d'accord.
100kg et 100kg
Non je ne suis pas d'accord.
F=mA, donc pour une même accélération A, plus la masse est grande plus la force F doit être grande. Et deux wagons sont plus lourds qu'un seul. C'est intuitif, il est plus facile de mettre en accélération une plume qu'un sac de ciment de 50kg.
Moi je parle de la force exercée par le wagon n-1 sur le wagon n (Je numérote à partir de la locomotive, donc le n est plus proche de la queue que le n-1). En revanche si tu considères la somme des forces subies par le wagon n lors d'une accélération qui est la somme des forces exercées par les wagons n-1 et n+1, alors oui elle ne dépend pas du wagon. Mais il me semble bien qu'on parle dans ce fil de la force inter-wagon
D'ailleurs on pourrait justifier la réponse en disant que la balance du dessus "ne sait pas" ce qui se trouve en dessous d'elle. Donc elle indique toujours le même poids qu'elle soit posée sur le sol ou sur un ressort.
Je pense qu'on est d'accord. C'est juste un problème de mot employé.
La phrase "plus un wagon est situé vers la queue, moins il y a de force pour le tirer" est vrai.
Je considère la phrase "plus un wagon est situé vers la queue, moins il faut de force pour le tirer" fausse, et j'ai expliqué pourquoi, en précisant les hypothèses de mon point de vue.
Si je devais employer le verbe falloir, je dirai : "plus un wagon est situé vers la queue, moins il faut de force pour tirer ce wagon et ceux qui le suivent".
Je n'ai jamais contesté que 2 wagons était plus lourd qu'un seul. Il faut juste être précis sur ce dont on parle
Ajout :
En fait, je n'aime pas trop ta phrase car selon comment on l'interprète, elle peut laisser croire qu'il est plus intéressant de mettre les wagons lourds en queue de train (ce qui est faux donc).
Je vois avec tes réponses que tu sais que c'est faux, donc je ne cherche pas à savoir qui a raison ou à donner des leçons
A+
