Les lois de Newton

[invite8d71cf7f]

bonjour,
j'ai un exercice de physique à faire en rapport avec le chapitre sur les lois de newton (je suis en première S).
Un skieur glisse sur une piste inclinée d'un angle de 20° par rapport à l'horizontale suivant une trajectoire rectiligne. La masse du système { skieur + skis } est de 85 kg.
" Le skieur s'élance en poussant sur les bâtons, il se met en position de recherche de vitesse et au bout de quleques instants il atteint une vitesse constante. La force de résistance de l'air est alors une force constante de 75N opposée au mouvement."
a) Le skieur est il un système pseudo isolé?
--> oui car sa vitesse est constante
b) que vaut alors la somme des forces appliquées sur le système ?
Elle est nulle car on applique la première loi de Newton.
c) Faire l'inventaire des forces appliquées
- Force des frottements de l'air
- Force de frottements avec le sol
- Interaction Gravitationnelle
- Réaction du support
Or on me demande ensuite de les réprésenter sur un schèma (la question suivante étant " en déduire la force de frottement exercée par la piste sur le système").
On peut alors calculer l'intensité gravitationnelle que l'on note vecteur Fg :
Fg = m x g = 85 x 9.81 = 833.85 N
Force des Frottements de l'air, notée vecteur F_air --> F_air = 75 N
Or, il nous reste deux forces, on ne peut donc pas appliquer le fait que la somme des forces soit nulle ! Alors comment faire pour trouver la norme de la réaction du support et celle des frottements de la neige ? Peut-on dire que la réaction du support compense exactement le poids ?
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[invite88ef51f0]

Salut,
Si tu as fais un schéma, tu as dû voir que toutes les forces ne sont pas colinéaires. Tu ne peux donc pas simplement ajouter les normes. Il faut regarder les projections des forces sur la piste et perpendiculairement à la piste. Tu verras qu'en regardant ces deux projections tu auras les informations nécessaires.

[invite6d6bb0c1]

Sur ton schema, tu vas orienter ton repere XY, de facon a ce que Y soit perpendiculaire a la pente. En projetant ensuite les forces (qui sont des vecteurs) sur chaque axe X et Y, tu vas creer deux equations que tu pourras resoudre.
Le fait d'orienter ton repere perpendiculairement a la pente permet d'eliminer les composantes des forces de frottements.
Par exemple : la force de frottement avec avec l'air est orientee en -X et a donc une composante nulle en Y.

[invite2892fd32]

je n ai pas compris enfaite votre explication a la derniere question quelqun peut il m aider

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite60be3959]

je n ai pas compris enfaite votre explication a la derniere question quelqun peut il m aider

il faut bien comprendre que la 1ère loi de Newton est une relation vectorielle. C'est donc une façon d'écrire les choses (une notation), mais il ne faut jamais oublier q'un vecteur possède des composantes (2 dans le plan, 3 dans l'espace). La 1ère loi de Newton dans le plan représente en fait 2 équations, une sur x et une autre sur y. Après on a le choix des directions x et y (qui doivent tout de même rester perpendiculaire). Dans le cas très classique du plan incliné, les calculs sont simplifiés si on choisit un repère xOy où l'axe Ox est selon la pente du plan incliné.
Ici tu as 4 forces : Le poids (dirigé vers le bas), la réaction normale(synonyme de perpendiculaire) du sol(dirigée vers le haut et perpendiculaire à la piste), les frottements de la piste et les frottements de l'air(qui sont toutes 2 parallèles à la piste et dirigées dans le sens opposé au mouvement).

Maintenant il faut savoir projetter un vecteur selon les axes d'un repère. Pour cela on utilise les relations entre les angles et les côtés dans un triangle rectangle (avec les cosinus et les sinus), puisqu'un vecteurs et ses projections orthogonales(encore un synonyme de perpendiculaire) dans un repère forment toujours un tiangle rectangle.
Un exercice similaire au tiens est présenté ici (paragraphe 4). Il suffit simplement de remplacer la tension T par la somme des fores de frottements de l'air et de la piste.