Calcul d'un travail

[Seirios]

Bonjour à tous,

Dans un exercice, je dois déterminer le travail effectué par une force de module 5N sur une boîte métallique de 2kg se déplaçant sans frottements dans le plan xy. Tout en sachant que la boîte passe d'un déplacement dont la vitesse est de 4m/s vers les x positifs à un déplacement dont la vitesse est de 6m/s vers les y positifs.

Pour déterminer ce travail, j'ai utilisé le théorème de l'énergie cinétique, c'est-à-dire que le travail est égal à la différence d'énergie cinétique.

J'ai donc fait avec et respectivement la vitesse finale et la vitesse initiale.

J'ai donc obtenu W=-20J comme résultat, alors que lorsque je consulte le corrigé de mon cours, je vois que le bon résultat est W=20J...

J'ai donc cherché une erreur de signe dans mes calculs, mais je ne vois pas vraiment où elle pourrait bien être...

Quelqu'un pourrait-il m'aider à trouver mon erreur ?

Merci d'avance
Phys2
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[invite88ef51f0]

Salut,
Chez moi, 6 est plus grand que 4, donc 6²-4²>0...

[Seirios]

Oui effectivement, j'ai interverti les deux valeurs dans mon application numérique

Merci Coincoin

[invite88ef51f0]

Tu peux voir que la vitesse augmente, donc la force a fourni de l'énergie. Le travail est donc forcément positif.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Seirios]

Une petite question supplémentaire (qui je l'espère ne sera pas aussi stupide que la précédente ) :

Si on considère un ouvrier qui pousse un bloc de 27kg sur une distance de 9.2m en applicant sur ce bloc une force orientée à 32° sous l'horizontale, provoquant une vitesse constante du bloc et avec un coefficient de frottement cinétique entre le bloc et le plancher de 0.2. Maintenant essayons de calculer le travail effectué par l'ouvrier sur le bloc.

D'abord je calcul la force de frottement : (avec respectivement le coefficient de frottement cinétique, la masse et l'attraction gravitationnelle).

Ensuite, puisque l'accélération du bloc est nulle, j'en déduis que le projeté hortogonal de la force F sur l'axe des abscisses est égal au module de la force de frottement précédemment calculé. D'où .

Le travail est donc le produit scalaire du vecteur force et du vecteur déplacement, soit .

L'ouvrier effectuerait donc un travail de 488 J, mais le résultat serait apparemment faux, et évidemment, je ne trouve pas mon erreur...

[invite88ef51f0]

Ton cosinus n'est pas au bon endroit.
Fais un schéma et vas y doucement.

À quoi est égale la force de frottement ?

[invite93e0873f]

Salut à tous,

J'ai une question : quel devrait-être le travail de l'ouvrier? C'est que j'ai tenté de résoudre l'exercice, mais n'étant pas trop équipé en calculatrice, je sais plus trop où donner de la tête avec les nombreuses réponses que j'ai obtenues Mais je crois que le problème vient de ton équation de la force de frottement (d'où l'importance de la question de Coincoin).

Amicalement

[Seirios]

La réponse devrait être 556 J. Pour la force de frottement, j'ai posé la force de frottement cinétique égale au produit de la constante de frottement cinétique et de la force normale (la réponse du sol à la force gravitationnelle), et comme il n'y a pas d'accélération verticale (ni horizontale d'ailleurs), j'ai mis la force normale égale à mg. Il y a un problème ici ?

[invite93e0873f]

Salut Phys2,

Bon, vu que j'ai la bonne réponse, je peux te mettre sur la piste Le coefficient de frottement cinétique est défini comme étant le rapport de la force de frottement (le module plus précisément il me semble) avec l'action (ou la réaction) des corps l'un sur l'autre sur leur surface de contact. Bref, mathématiquement :



Le corps en tant que tel, vu que la surface de contact est orientée à l'horizontal, exerce une action sur le "plancher" égale à son poids, d'où ton R=mg. Seulement, étant donné que l'ouvrier exerce sur le corps une force F orientée à -32°, le vecteur représentant F a des composantes autres que . La composante en y de la force F a un effet sur l'action du corps sur le sol et il faut le prendre en considération.

En espérant que j'ai été clair surtout.

Amicalement

[invite88ef51f0]

La réponse devrait être 556 J. Pour la force de frottement, j'ai posé la force de frottement cinétique égale au produit de la constante de frottement cinétique et de la force normale (la réponse du sol à la force gravitationnelle), et comme il n'y a pas d'accélération verticale (ni horizontale d'ailleurs), j'ai mis la force normale égale à mg. Il y a un problème ici ?

La force normale à quoi ? Es-tu sûr que c'est vraiment mg ?
Tu as fait un schéma ?

[Seirios]

La force normale à quoi ? Es-tu sûr que c'est vraiment mg ?

Par force normale j'entendais la force résultante de la force gravitationnelle exercée sur le bloc en contact avec le sol par la troisième loi de Newton, donc la "réaction" du sol à la force gravitationnelle.

Mais effectivement elle n'est pas égale à mg, puisque je n'ai pas pris en compte l'accélération verticale due à la force exercée par l'ouvrier, comme l'a indiqué Universus

Merci à tous les deux

[invite88ef51f0]

Non, ce n'est pas ça. La montée se fait à vitesse constante, donc sans accélération.

Ce que je veux te faire dire, c'est que la force de frottement est proportionnelle à la composante normale de la réaction du support. Or cette composante normale doit équilibrer la composante normale du poids, et non tout le poids. Donc elle vaut mgcos(32°).

Mais tu n'as pas répondu à la question la plus importante : as-tu fait un schéma ?

[Seirios]

Ce que je veux te faire dire, c'est que la force de frottement est proportionnelle à la composante normale de la réaction du support. Or cette composante normale doit équilibrer la composante normale du poids, et non tout le poids. Donc elle vaut mgcos(32°).

Oui mais dans ce cas la composante normale du poids représente la module du poids puisqu'on se trouve sur un plancher horizontal...On a donc le module de la force gravitationnelle et le module de la force de réaction du support qui sont égaux, non ?

Mais tu n'as pas répondu à la question la plus importante : as-tu fait un schéma ?

Oui j'ai fait un schéma.

[invite4c7416f9]

Salut !
Désolé pour le déterrage de topic mais je suis arrivé au dernier message sans avoir le fin mot de l'histoire ! J'ai fais l'exercice de l'ouvrier et mon raisonnement a été identique à celui de Seirios ! Nous ne nous déplaçons pas ici dans un plan incliné donc le poid ne s'exprime que dans l'axe des ordonnées.
Si quelqu'un pouvait finir de préciser la démarche...je prépare un ptit exam la dessus