Calcul de forces grâce à l'énergie cinétique

[invitef65b8f07]

Bonjour,

j'ai un exercice où il faut calculer des forces et j'avoue que j'ai un peu de mal..

Voici l'intitulé :
"Une luge (et son passager) de masse totale 70kg descend, sans vitesse initiale une piste rectiligne inclinée de 15°. Après avoir parcouru 100m, sa vitesse est de 30km/h.
-Calculer le travail des forces de frottement au cours du mouvement
-En déduire la résultante des forces de frottements, supposée constante."

Les forces de frottements sont celles de l'air/{luge+passager} ainsi que sol/{luge+passager} je pense. Est-ce correct ?

Wab(P) = mgh [ou mg(zA-zB)]

Seulement on ne connaît pas la hauteur.. ni celles des points A (départ) et B (arivée), mais étant donné que la piste fait 15° et qu'il parcourt 100m, je suppose que la hauteur est de 15m.. ?
On a donc W=mgh = 70x9,8x15=10290 J

Mais excepté le travail du poids, je ne vois pas comment calculer ceux des 2 autres forces, ni comment résoudre la 2e question.. Il faut aussi certainement utiliser la variation de l'énergie cinétique, mais où et comment ?

Si quelqu'un pouvait m'aider,
merci beaucoup
-----

[Deedee81]

Mais excepté le travail du poids, je ne vois pas comment calculer ceux des 2 autres forces, ni comment résoudre la 2e question.. Il faut aussi certainement utiliser la variation de l'énergie cinétique, mais où et comment ?

Bonjour, utilise la conservation de l'énergie :

énergie cinétique au départ + énergie potentielle au départ
=
énergie cinétique à l'arrivée + énergie potentielle à l'arrivée
+ énergie dissipée par les frottements.

Pour la hauteur : 15° c'est des % ou des degrés ? Car si c'est des %, oui, ça fait 15 m. Mais si c'est des degrés, non (et cela semble le cas puisque tu écrits "°" ! Utilise la trigonométrie.

[invitef65b8f07]

Malhreureusement je n'ai pas encore appris l'énergie potentielle.

Mais j'ai finalement fait ceci, en supposant les forces de frottement (F) comme un tout, et non 2 forces (sol/luge et air/luge) :

W(P) = mgh = 70*9,8*15 = 10290 J
Ec = 1/2mvB²-1/2mvA²=1/2*70*(30/3,6) = 2429 J
2429 = Somme des travaux
2429 = W(F) + W(P)
D'où W(F) = -7860 J

Puis pour la résultante des forces de frottement, en utilisant les unités, j'arrive à la formule N(Newton)=J(Joule)/m = 7860/100 = 78,6 N

Est-ce correct ?

L'inclinaison est bien de 15%, et non 15°.
Pourriez-vous m'expliquer justement comment trouver la hauteur à partir des % ?

Merci

[Deedee81]

Malhreureusement je n'ai pas encore appris l'énergie potentielle.

Mais si, c'est mgh !

Mais j'ai finalement fait ceci, en supposant les forces de frottement (F) comme un tout, et non 2 forces (sol/luge et air/luge) :

Ah oui, bien sûr. Sinon je ne vois pas comment tu pourrais les distinguer. Faudrait deux expériences (dont une dans le vide par exemple, gasp )

Pour les chiffres, je fais confiance à d'autres. Je suis le plus maladroit du monde avec les chiffres. J'aurais trop peur de faire une bête erreur de calcul.

L'inclinaison est bien de 15%, et non 15°.
Pourriez-vous m'expliquer justement comment trouver la hauteur à partir des % ?

Ben, tu l'as dit : x% => variation de x mètres sur 100 mètres.
C'est un grand classique du tour de France

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef65b8f07]

Ah d'accord,
je comprends mieux maintenant cette histoire de % !

Eh bien merci beaucoup de m'avoir aidé !