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[exo] Travail d'une force



  1. #1
    arbolis87

    [exo] Travail d'une force


    ------

    Voici le problème :
    On pousse un bloque de sur une superficie horizontale en exerçant une force qui forme un angle avec l'horizontale.
    Durant le mouvement, la force augmente en accord avec l'expression [N] où N est le newton et l'angle varie selon la relation .
    a)Calculer le travail realisé par cette force lorsque le bloque se déplace en ligne droite depuis jusqu'à .

    Ce que j'ai fais : je sais que le travail est défini comme . Je connais et qui sont respectivement et . Je connais aussi , qui vaut . Et c'est là que je bloque. Comment calculer ? J'ai essayé plusieurs choses, mais je ne suis arrivé qu'à des absurdités ou des mauvais résultats.

    -----

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  3. #2
    lpeg

    Re : [exo] Travail d'une force

    Bonjour,

    Attention il faut que tu fasses un produit scalaire entre F et le vecteur déplacement (dx pour moi)

    On a alors F*dx = F * dx *cos (Théta(x)) = 6x * dx * (0,70 - 0.02x)

    reste plus qu'à faire le calcul...

  4. #3
    arbolis87

    Re : [exo] Travail d'une force

    Je te remercie, ça a marché.
    Pour les intéressés, la réponse est .

  5. #4
    arbolis87

    Re : [exo] Travail d'une force

    b)Calculer la vitesse du corps en si le corps a une vitesse initiale nulle. Considérer deux cas : et .
    Je n'arrive pas à la bonne réponse ( et ).
    Premier cas : pas de force de friction.
    J'ai écris que la force dans la direction de l'axe des vaut . Grâce à la 2ème loi de Newton, je sais que .
    Donc . En remplaçant par , j'obtiens que la vitesse en vaut ce qui diffère de . Où est (sont) mon(mes) erreur(s)?
    Dans le cas où il y a une force de friction dynamique, j'obtiens que la vitesse en vaut environ .
    Les calculs sont long donc je mets juste l'expression de l'accéleration que j'ai obtenu : , donc v(x) vaut l'intégrale de ...

  6. #5
    LPFR

    Re : [exo] Travail d'une force

    Bonjour.
    Il est de bon ton de respecter les règles élémentaires de politesse: Bonjour, Merci et Au revoir.
    Je pense que votre force est mauvaise:
    F= 6x cosθ –mg μ
    Au revoir.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    arbolis87

    Re : [exo] Travail d'une force

    Bonjour LPFR,
    Je pense que votre force est mauvaise:
    F= 6x cosθ –mg μ
    C'est l'expression que j'ai utilisé. Dans le premier cas donc la force vaut .
    Et dans le second cas je n'ai pas tout écris, mais en effet je suis parti de et je n'arrive toujours pas à la réponse.
    On sait que .
    J'ai calculé la force normale comment étant égale à . Pour calculer j'ai dû utiliser la fonction ... Pour enfin trouver l'expression que j'ai écrite dans le message 4.
    À bientôt.

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  10. #7
    LPFR

    Re : [exo] Travail d'une force

    Re.
    Je ne sais pas si c'est un oubli dans TeX ou dans votre formule, mais c'est F= 6xcosθ-mgμ (il manque le m dans votre formule).
    Et la force normale est mg -6x sinθ (avec un signe moins), car la force "soulève" un peu l'objet.
    Et en aucun cas le résultat peu donner une formule si compliqué.
    A+

  11. #8
    arbolis87

    Re : [exo] Travail d'une force

    Merci pour la réponse.
    C'est un oubli dans le tex, mais non dans mon cahier.
    Ah!!!! Pardon.... Je n'ai pas fais le dessin, mais la force appuie l'objet sur le sol en formant un angle avec l'horizontale. Elle l'écrase. C'est mon erreur de ne pas avoir expliqué ceci avant.
    C'est pour ça que j'ai écris que la normale vaut .
    Bon j'écris tout maintenant :
    La force résultante dans la direction de l'axe des x, vaut .
    Comme vaut , .
    Or je ne connais pas , donc je le calcule à partir de , d'où . À partir de là je retrouve exactement la formule que j'ai mise dans le message 4... Mais le résultat ne concorde pas avec la réponse de l'exercice. Je ne vois pas où j'ai fais d'erreur.
    Salut.

  12. #9
    lpeg

    Re : [exo] Travail d'une force

    Bonsoir,
    je n'ai pas complètement suivi ton calcul mais tu peux aussi utilisé le fait que :
    sin2a + cos2a = 1

  13. #10
    lpeg

    Re : [exo] Travail d'une force

    Personnellement je pense que arccos (théta (x)) n'est pas égale à arccos (0,7-0,02x)

    mais tu peux écrire que sin2 (théta) = 1 - (0,7-0,02x)2

  14. #11
    LPFR

    Re : [exo] Travail d'une force

    Re.
    Je n'avais pas vu que l'angle dépendait de x. Autant pour moi.
    Quand on fait des calculs numériques on peut passer du sinus au cosinus par des fonctions inverses. Mais dans les calculs analytiques, autant passer par .
    Ce n'est pas très sympathique, mais c'est tout de même moins horrible de sin (arcos(x)).

    Une autre chose. Quand vous intégrez l'accélération pour avoir la vitesse, d'où part l'objet? De 0 ou de 10 m? Il faut que votre intégrale soit définie. Et dans ce cas vous êtes parti à l'arrêt de la position zéro.

    À demain (j'arrête pour aujourd'hui).

  15. #12
    lpeg

    Re : [exo] Travail d'une force

    C'est surtout que dans le premier exo il était écris :

    Cos (théta) = 0,7 - 0,02 x et non théta = 07 - 0,02 x

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  17. #13
    arbolis87

    Re : [exo] Travail d'une force

    Quand on fait des calculs numériques on peut passer du sinus au cosinus par des fonctions inverses. Mais dans les calculs analytiques, autant passer par .
    Ce n'est pas très sympathique, mais c'est tout de même moins horrible de sin (arcos(x)).
    Oui c'est vrai, mais tout de même le résultat ne doit pas changer.

    C'est surtout que dans le premier exo il était écris :

    Cos (théta) = 0,7 - 0,02 x et non théta = 07 - 0,02 x
    Oui, .

    Une autre chose. Quand vous intégrez l'accélération pour avoir la vitesse, d'où part l'objet? De 0 ou de 10 m? Il faut que votre intégrale soit définie. Et dans ce cas vous êtes parti à l'arrêt de la position zéro.
    Je me cite (message 4) :
    b)Calculer la vitesse du corps en si le corps a une vitesse initiale nulle. Considérer deux cas : et .
    Finalement je crois que je n'ai pas fais d'erreur. Je demanderai la réponse aux professeurs mercredi. Il y a sûrement une erreur dans la réponse. Notez que mon résultat est faux même lorsqu'il n'y a pas de friction (donc n'apparaît même pas.).
    Je vous tiendrai au courant. Sur ce, bonne nuit et à bientôt.

  18. #14
    lpeg

    Re : [exo] Travail d'une force

    Autant pour moi...

    Au revoir.

  19. #15
    arbolis87

    Re : [exo] Travail d'une force

    Re-bonjour,
    Un professeur m'a fait voir comment il a résolu le problème, si je me rappelle bien il l'a fait à l'aide du travail et a calculé l'énergie dissipée par la force de friction. Cela étant dit, ma manière de faire n'est pas mauvaise et mes résultats son bons. Ils ne concordent pas avec la réponse car l'énoncé pouvait être interprété de deux manières différentes : Soit le corps commence à bouger à , soit à . J'ai supposé qu'il commençait à bouger à ...

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