Bilan de force: mobile montant puis descendant

[Tams02]

Salut le forum,

Voilà, ça va sembler dingue mais je vais passer un entretien d'embauche en ingénieur... et des questions techniques type réflexion et bilan de force vont être demandé...

Typiquement, j'ai pu gratter un exemple de question:

"Un mobile monte (glisse ou roule) une pente en un temps t, mettra-t-il plus ou moins de temps pour redescendre ?"

Si il n'y a pas de frottement, la réponse est simple: c'est pareil ...

Mais si il y en a, je suis un peu plus embêté ... Est-ce que quelqu'un pourrait m'aiguiller sur le raisonnement à entreprendre ? Et j'insiste bien: je souhaite vraiment une explication sur la manière de raisonner à avoir ...

Merci d'avance
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[f6bes]

Bjr à toi,,
Quy'il monte, je veux bien , mais qu'est ce QUI le fait monter ?
Il ne peux "monter de lui meme.
Donc faut lui fournir une certaine énergie et un temps pour cela.
Ton mobile peut trés bien mettre une heure pour monter et redesendre en 10 secondes.
ou le contraire.
Faut connaitre le bilan des "efforts" montée et descente.
Donc la réponse n'est pas aussi simpliste qu'il n'y parait ( c'est pareil)

Bonne journée

[Tams02]

De fait de fait,

Dans le cas où celui-ci est "lancé" donc que en bas de la côte, il ait une certaine vitesse, une certaine masse, etc ...

Qu'en serait-il ?

Bien à toi

[phys4]

Bonjour,
Mon raisonnement serait le suivant : la somme des énergies potentielle + cinétique est constante en l'absence de frottements, et dans ce cas l'objet repasse sur la pente avec une vitesse identique en montée et en descente en chacun des points.

Quand il y a frottement, l'énergie totale diminue régulièrement, le mobile repasse en chaque point de la montée avec une énergie moindre, à énergie potentielle égale, sa vitesse est donc moindre.
Résultat : il met plus de temps à descendre qu'à monter.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tams02]

De fait,

Ca semble logique.

Justement, par rapport à ça. On aurait pu également extrapoler en parlant du cas extrême d'un objet lancé en l'air... La redescente ne pouvant être plus rapide que la montée ... Cette conclusion peut aussi être extrapolée à toutes les situations intermédiaires ...

[invite07941352]

Bonjour,
S'il y a frottement à la descente, il y a le même à la montée .
Donc, même temps de montée-descente , avec ou sans frottement .

[Tams02]

De fait, car ici les frottement sont "sec" donc il n'y a pas de dépendance vis-à-vis de la vitesse. Ce qui n'est pas le cas d'un object lancé dans le vide: frottement fluide avec l'air ...


Cependant ... J'ai encore du mal à me convaincre de la réponse...

Est-ce que Catmandou ou Phys4 pourrait m'aider à être parfaitement sur de cette réponse ?

Merci d'avance !

[Tams02]

Tiens complément ici ... Est-ce qu'il serait possible que cela dépende de la pente ?

Genre ça prend plus de temps si l'angle fait moins de pi/2 et peut-être autant ou moins si l'angle fait plus de pi/2 ...


Qu'en dites vous ?

[phys4]

Salut catmandou,

S'il y a frottement à la descente, il y a le même à la montée .
Donc, même temps de montée-descente , avec ou sans frottement .

Pouvez vous jeter un oeil à la réponse 4 et me dire où est l'erreur ?

Vous avez donner une affirmation sans démonstration, est ce conforme à la charte ?

[invite07941352]

Bonjour phys4 ,
Alors, je dirai : le travail de la force de frottement est le même à la montée et à la descente .

[le_STI]

Tiens complément ici ... Est-ce qu'il serait possible que cela dépende de la pente ?

Genre ça prend plus de temps si l'angle fait moins de pi/2 et peut-être autant ou moins si l'angle fait plus de pi/2 ...


Qu'en dites vous ?

Mon point de vue est qu'un bon ingénieur cherchera à avoir toutes les données nécessaire à la résolution du problème avant de se lancer dans un calcul.

[Dynamix]

Salut

Mon point de vue est qu'un bon ingénieur cherchera à avoir toutes les données nécessaire à la résolution du problème avant de se lancer dans un calcul.

Bien vu .
Le problème n' étant pas définit tous les intervenants ont raison .

[phys4]

Bonjour phys4 ,
Alors, je dirai : le travail de la force de frottement est le même à la montée et à la descente .

C'est vrai pour un frottement solide : c'est toujours le produit de la force de frottement constante par la distance, seulement il y a une différence avec les deux autres énergies potentielle et inertielle : c'est toujours une perte d'énergie, elle n'a donc pas de même effet à la montée et à la descente, elle intervient avec le signe opposé.
Si vous faites le schéma d’équilibre des forces, vous devrez mettre le frottement dans une sens différent à la montée et à la descente.

Le raisonnement est valable quel que soit la loi de frottement, c'est donc valable aussi pour un objet lancé en l'air à la verticale.

Autre méthode pour se convaincre, considérons deux cas une pente sans frottement et un pente avec frottement. Pour atteindre une distance donnée sur quelle pente faut il donner le plus de vitesse initiale ?
Au retour l'objet a t-il la même vitesse ?

[Nicophil]

Ce qui n'est pas le cas d'un object lancé dans le vide: frottement fluide avec l'air...

Mais dans le vide, il n'y a pas de frottement !

De fait, car ici les frottement sont "sec" donc il n'y a pas de dépendance vis-à-vis de la vitesse.

Si les frottements augmentent avec la norme de la vitesse, la réponse est évidente.
Mais même s'ils sont constants, c'est phys4 qui a raison.

[sitalgo]

B'jour,

Pareil que Phys4.
À la limite, si le coef de frottement est suffisamment élevé, l'objet monte et ne redescend pas.

[phys4]

Je n'aurais pas cru le problème aussi difficile

Le problème n' étant pas définit tous les intervenants ont raison .

La remarque est excusable, moi aussi à première j'ai cru qu'il fallait attendre des données, surtout que f6bes se trompe rarement. Puis en relisant quelques heures plus tard, je me suis aperçu que la réponse était simple puisqu'on ne demandait qu'une réponse qualitative et non une différence de temps.

[le_STI]

Comment trouver une réponse sans extrapoler ?

[le_STI]

Je parlais d'extrapoler l'énoncé bien entendu.

[phys4]

Comment trouver une réponse sans extrapoler ?

Nous pouvons préciser en généralisant le plus possible :
Un mobile lancé à une certaine vitesse effectue un trajet aller-retour sous l'effet d'un champ qui lui donne une énergie potentielle.
On demande de comparer les temps de trajet aller et retour pour un déplacement sans frottement et un déplacement avec frottement pour un déplacement donné.

Je pense que ces conditions sont suffisantes.
Pour le trajet en l'absence de frottement, le mobile a une énergie totale E = E_c + E_p constante. A l'extrémité du trajet il y une énergie cinétique nulle donc E = E_p0
En chaque point x des trajets aller et retour, il aura les mêmes énergies E_p(x) et E_c(x) et par conséquent la vitesse v(x) est identique dans les deux sens du parcours, nous pouvons donc dire les temps d'aller et de retour T₀ sont identiques.

Dans le cas avec frottement, le frottement absorbe une partie de l'énergie du mobile le long du parcours, quel que soit la loi de frottement, donc E(x) diminue régulièrement et ne sera identique à l'aller et au retour.
Pour une trajectoire donnée, l'énergie au point d'arrêt de la trajectoire est E = E_p0, pour tout les points x du trajet aller nous aurons E_cA(x) > E_c(x) car E_p(x) n'est pas modifiée
Au retour nous aurons E_cR(x) < _Ec(x) et il en sera de même pour les vitesses
Cela suffit pour affirmer qu'il y a entre les durées T_A et T_R du trajet la relation T_A < T₀ < T_R

Cette conclusion pourra donc s'appliquer à tout trajet répondant à ces conditions: glissement sur plan incliné, lancement d'un mobile vers le haut, mouvement pendulaire .....