Energie

[invite9506c5c9]

Bonjours, je suis nouveau, voilà j'ai un dm de physiques à faire j'ai un peu de mal, il porte sur les énergies et la dessus, je suis un peu nul bien que j'ai déjà réussi à faire deux exercices avant! Voilà l'énoncé :

Un mobile autoporteur (S), de masse M1=600g, est tracté sur une table horizontale par un fil inextensible passant sur une poulie de très faible masse et auquel est accrochée un objet (s) de masse M2= 84g. La table n'exerce aucune force de frottement sur (S).



Excusez moi pour la qualité du shéma, je n'ai pas de scanner :S .


Le système est abandonné sans vitesse initiale. Le centre d'inertie de (S) est alors au dessus du point O.
On enregistre les positions du centre d'inertie de (S) toutes les 60ms grâce à un générateur d'étincelles.L'enregistrement comence dès le début du mouvement.
Les résultats obtenus sont résumés dans le tableau ci-dessous:
On se propose de remplire les colonnes verticales de 0.24 et 0.36:



(excusez moi encore une fois pour la qualité du tableau)

En fait, j'aurais juste besoins d'aide pour les 3 premières questions car la vraiment je ne sais pas quoi faire alors que les 3 dernières je sais comment m'y prendre.

1)Calculer la valeur de la vitesse de (S) aux instants 0.24s et 0.36s en expliquant la méthode employée.

2)En déduire la valeur de l'énergie cinétique Ek(M1) du solide (S) à ces deux instants

3)Utiliser l'énergie cinétique du solide (S) à ces deux instants pour déterminer la valeur T, supposée constante, de la tension du fil qui le tracte.

(je met les 3 dernières si cela peut vous aider mais j'ai compris la technique )

4)Calculer l'énergie cinétique du solide (s) aux mêmes instants que ceux choisis dans la question précédente

5)En utilisant l'énergie cinétique de (s), calculer la valeur T', également supposée constante, de la tension du fil attaché à (s)

6)Comparer les valeurs trouvées pour T et T' et conclure.

Je vous remercie d'avance pour me guider .
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[cedbont]

Bonjour,

pour la 1) tu as plusieurs méthodes. Je t'en propose une avec les données du tableau. Connais-tu cette définition de la vitesse instantanée en un point M_n d'abscisse x_n (où n est l'indice du point de mesure) : V_n = (x_n+1 - x_n-1)/(t_n+1 - t_n-1) ?

Pour la 2) Connais-tu la formule de l'énergie cinétique d'un mobile en translation qui doit être dans ton cours ?

Pour la 3) Tu sais que le mouvement de S et de s est dû au poids de s, qui est constant, donc T est constante. Ensuite, tu dois appliquer le théorème de l'énergie cinétique .

Revois ton cours.

[invite9506c5c9]

Ah d'accord, merci beaucoup Cedbont . Par contre pour la définition de la vitesse instantanée, je ne l'est pas encore fait!
Mais en tout cas merci pour les deux autres méthodes.

[cedbont]

En fait c'est une vitesse moyenne entre deux instants "très" rapprochés.
Sinon tu pouvais appliquer le PFD.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9506c5c9]

Ah d'accord merci encore Cedbont! je viens de regarder sur internet ce que c'est le PFD et j'ai a peu près compris mais comme on l'a pas encore fait, je ne vais pas encore l'utiliser je vais plutot utiliser ta premiere méthode !
Et toujours pour la première question, aux instants qui sont demander je ne pourrais pas utiliser la formule de la vitesse V= d/t (enfin ici ce sera V=x/t) ?

[cedbont]

Oui c'est exactement ça.
Sauf que si tu calcules v(n) = x(n)/(n*delta(t)) avec delta (t) = 60 ms tu vas voir que v(n) varie parce qu'en fait la vitesse instantanée varie.
Donc sans le PFD, la méthode la plus simple et avec une bonne approximation est de faire le quotient de la petite distance parcourue entre les instants t_n-1 et t_n+1 sur la durée entre les instants t_n-1 et t_n+1, parce que comme ces instants sont "très" rapprochés la vitesse n'a pas le temps de "trop" varier.

[invite9506c5c9]

Merci Cedbont, grâce a toi j'ai presque fini (j'ai relu plusieurs fois mon cours et c'est vrai que je n'avais pas bien lu merci encore ^^), mais en fait j'ai lu et relu plusieurs fois ton expliquation du 3) (qui est également celle du 4) ^^) je l'ai compris mais en fait ce que je n'arrive pas à trouver c'est la formule de la tension (d'un fil pas en éléctricité ) et c'est tout ce qui me bloque, est ce que tu pourrais m'aider pour cette formule silteplait?
Merci d'avance

[invite9506c5c9]

Excusez-moi pour le double post, c'était juste pour préciser, la formule de la tension je la connait, c'est dans le 3) du dm que je n'arrive pas à le faire (Tension du fil en fonction de l'énergie cinétique de (S))
au cas ou ca pourrait vous aider, j'ai trouver à l'instant 0.24 Ec=0.0064J
et à l'instant 0.36 Ec= 0.0145J pour le solide (S) merci encore et encore désolé pour le double post!

[Gabriel]

Energie cinétique Ec= 1/2 M.v^2
Au temps t1, Ec1= 1/2 M.v1^2
Au temps t2, Ec2= 1/2 M.v2^2)
Variation Ec = 1/2 M.(v2^2 - v1^2)

Le poids M2=84g exerce une force égale à son poids M g

[Gabriel]

Poids M2 = 0,082 Newton = Tension du fil.

Ce poids agit comme une force et provoque l'accélération de M1, selon la loi : F=masse.accélération.
Or accélération= variation vitesse/variation temps
600.(v2-v1)/(0,36-0,24)

[invite9506c5c9]

Ah d'accord!! merci Gabriel, ca m'a permi de comprendre mieux cet exercice, mais en fait, je pensais que la tension du fil était le poids du solide mais en fait ils disent d'utiliser l'energie cinétique de (S) aux deux instants pour trouver la tension du fil qui le tracte, c'est pour ca que je bloque

[cedbont]

La différence d'énergie cinétique entre deux instants est égale à la somme des travaux des forces extérieures.
T est constante donc tu déduis facilement son travail grâce aux position de S. D'où en calculant delta Ec, tu peux connaître T.

[invite9506c5c9]

Ahhh d'accord, merci en fait c'est la différence des energies cinétiques aux deux instants la tension du fil d'accord, merci la j'ai bien compris, je vais le faire ce soir merci beaucoup à vous deux !!!!

[cedbont]

Ahhhhhhhhh non :
|W_T| = |T|*(x_n+1-x_n) = 1/2*(M+m)*v_n+1² - 1/2*(M+m)*v_n²

[invite9506c5c9]

oui, ^^ je me suis mal exprimé, désolé mais c'est ce que j'ai compris ^-^ désolé encore je ne me suis pas très bien exprimé