[exo] Mouvement

[invite38eb2352]

Bonjour c'est encore moi ^^, j'aurai besoin d'aide pour cette exercice,

Une voiture est en mouvement rectiligne et uniforme sur une route horizontale.La valeur de sa vitesse restant constante, la voiture aborde un virage.

1) Quel est le mouvement des passagers? Expliquez.
Là je ne sais pas de quelle étape ils parlent, soit sur la route ou soit dans le virage ?

2)Comment interpréter en termes de force la modification du mouvement de la voiture?
Je sais pas.

3)Que se passe-t-il si le sol est verglacé ou si les pneus sont lisses?Une ceinture de sécurité peut-elle être utile dans ce cas ?
Il doit y avoir un rapport avec les forces de frottement je crois mais j'en suis pas sur.

Désoler de vous déranger mais j'aimerais bien avoir des conseils s'il vous plaît, merci !
-----

[arbolis87]

1) Quel est le mouvement des passagers? Expliquez.

Avec un repère fixe sur la Terre, les passagers suivent le mouvement rectiligne et uniforme que la voiture avait avant de prendre le virage tandis que la voiture est en train de prendre le virage.

2)Comment interpréter en termes de force la modification du mouvement de la voiture?

Lorsque la voiture entre dans le virage, elle suit un mouvement circulaire. Quelle force est toujours présente dans le mouvement circulaire? (une modification du mouvement implique l'application d'une force).

3)Que se passe-t-il si le sol est verglacé ou si les pneus sont lisses?Une ceinture de sécurité peut-elle être utile dans ce cas ?

S'il n'y a pas de friction, la voiture ne pourra pas tourner... alors tout dépend de ce qu'il y a à côté de la route.

[invite38eb2352]

Donc:
1) Les passagers ont un mouvement rectiligne uniforme car ils sont dans la voiture et suivent son mouvement.

2)La force de la direction des pneus ??

3) Que voulez vous dire par friction, c'est comme un frottement non ?

[arbolis87]

1) Les passagers ont un mouvement rectiligne uniforme (avant d'atteindre les paroies de la voiture) car ils sont dans la voiture et suivent son mouvement.

Non. Car s'ils suivaient son mouvement, ils seraient immobile dans la voiture (lorsqu'elle prend le virage) ce qui n'est pas le cas. Ils suivent un mouvement rectiligne uniforme car la voiture suivait ce mouvement avant d'entrer dans le virage et les passagers tendent à conserver leur mouvement par inertie.

2)La force de la direction des pneus ??

Je ne sais pas de quelle force il s'agit. Je dirais que la réponse attendue est la force centripète.

3) Que voulez vous dire par friction, c'est comme un frottement non ?

Exactement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ouk A Passi]

Bonjour à tous.

Une voiture est en mouvement rectiligne et uniforme ....
La valeur de sa vitesse restant constante, la voiture aborde un virage....
2)Comment interpréter en termes de force la modification du mouvement de la voiture?

Arbolis87 a répondu:
Je dirais que la réponse attendue est la force centripète.
Que nenni !

Une force centripète s'exerce vers le centre du rayon de courbure de la trajectoire.
Pour que s'exerce une force centripète, il me semble que le véhicule devrait avoir un mouvement accéléré, mais l'énoncé précise: <<vitesse restant constante>>.

Arbolis87 voulait sans doute dire force centrifuge, et non centripète.

En bref, le véhicule a tendance à poursuivre se trajectoire rectiligne.
Donc à être déporté vers l'extérieur du virage.

3)Que se passe-t-il si le sol est verglacé ou si les pneus sont lisses?

L'action de la force centrifuge déporte la voiture vers l'extérieur du virage.
La seule liaison au sol du véhicule est constituée par les pneumatiques.
Si les pneus sont usés, ils n'adhèrent pas bien au sol.
Si le sol est verglacé, c'est pareil: l'adhérence entre les pneus et le sol est très faible.
Dans ces conditions, l'action de la force centrifuge est prépondérente.

Que se passe-t-il alors ?

[arbolis87]

Arbolis87 a répondu:
Je dirais que la réponse attendue est la force centripète.
Que nenni !

Oups! Je pensais que la voiture tournait en prenant le virage. Pardon... je me suis mélangé avec vecteur vitesse et vitesse. En anglais c'est moins compliqué, le vecteur c'est "velocity" et le scalaire est "speed". Or je pensais que le module de la vitesse (speed) se conservait et non le vecteur vitesse, mais je vois que j'ai tort.

[vaincent]

salut,

pour la 2), il faut réfléchir un peu (!) et se demander d'où viennent les forces qui peuvent entrer en jeu lorqu'une voiture prend un virage à vitesse constante. La force la plus évidente est le poids de la voiture, dirigée vers le sol (on peut assimiler la voiture à son centre de gravité, origine du vecteur poids). Une deuxième force, est celle exercée par le moteur, tangente à la courbe décrite par la voiture(par le biai des pneus), MAIS puisque la vitesse est constante, l'accélération est nulle et donc cette force est nulle !!(selon F=ma). Autrement dit, peu importe ce qui entraine la voiture, on sait juste qu'elle a une vitesse constante, et donc on ne doit pas tenir compte de la force moteur (en réalité, pour mantenir une vitesse constante dans un virage on doit légèrement accélérer pour compenser le frottement)
Troisième force, la force centrifuge, dirigée vers l'extérieur. Quatrième, la force de frottement des pneus qui permet à la voiture de ne pas aller dans le décors.

Ces trois forces se compensent pour que la voiture ait un mouvement unifome circulaire, et donc leur somme vaut le vecteur nul. Tu peux donc en déduire la direction de la force de frottement. Fait un dessin, et peu importe le module du poids et de la force centrifuge.

[invite38eb2352]

3) La voiture sur un sol glacé ou avec des pneus lisses, elle va glisser car il n'y a pas de force de frottements.


2)Je ne remets pas en cause vos conseils mais je ne jamais appris la force centrifuge, il n'y aura pas plutôt un rapport avec une composante tangentielle ?

[vaincent]

2)Je ne remets pas en cause vos conseils mais je ne jamais appris la force centrifuge, il n'y aura pas plutôt un rapport avec une composante tangentielle ?

Ce n'est pas parce-qu'à priori tu ne sais pas ce qu'est la force centrifuge, qu'il faille forcément chercher ailleurs (mais où !!??). Comme tu l'as déjà dis dans un post précedent, les passagers eux aussi ressentent cette force centrifuge (qui est une force fictive), et sont donc déportés vers le côté droit de la voiture (si le virage est à gauche).
Quand tu étais petit (ou peut-être il n'y a pas si longtemps d'ailleurs, comme cela a pu m'arriver !!), tu as certainement dû faire du tourniquet. Il n'y pas mieux pour se rendre compte qu'on a tendance à n'importe quel instant, à ce faire éjecter en ligne droite du tourniquet (ligne tangente au tourniquet).

[invite38eb2352]

D'accord, et pour la question j'ai juste quand je dis que la voiture glisse sur un sol verglacé ou avec des pneus lisses car il n'y a pas de force de frottement et non une ceinture n'est pas utile.

[vaincent]

D'accord, et pour la question j'ai juste quand je dis que la voiture glisse sur un sol verglacé ou avec des pneus lisses car il n'y a pas de force de frottement et non une ceinture n'est pas utile.

oui, du coup la force centrifuge n'est plus compensée par l'adhérence des pneus à la route, et donc la voiture file tout droit. Pour ce qui est de la ceinture, si tu vas droit le décors, tu préfères l'avoir mise ou non ??!!

[invite38eb2352]

Lol oui, je voulais dire qu'elle n'était pas utile pour éviter le glissement de la voiture.

[vaincent]

Lol oui, je voulais dire qu'elle n'était pas utile pour éviter le glissement de la voiture.

alors ça c'est sûr !!!!!! Mais bon certains chercheurs travaillent sur des ceintures de sécurités pour les voitures elles-même

[Ouk A Passi]

et non une ceinture n'est pas utile

Pourrais-tu nous dire pourquoi ?

Quand les pneus n'ont plus d'adhérence, est-ce que la voiture va rester sur la route?

S'il y a un obstacle sur la trajectoire incontrôlée de la voiture qui dérape sur sol verglacé
- arbre, mur, autre véhicule venant en sens inverse par exemple-
que va-t-il se passer quand la voiture "folle" viendra percuter cet obstacle?

Lors du choc, peux-tu décrire ce qui arrive aux occupants du véhicule
- sans la ceinture?
- avec la ceinture?

[invite38eb2352]

Lol oui, je voulais dire qu'elle n'était pas utile pour éviter le glissement de la voiture.

Je pensais à ça.

[Ouk A Passi]

Bonsoir,

Je devais être en train de rédiger mon message quand les #12 et 13 sont apparus.

Lol oui, je voulais dire qu'elle n'était pas utile pour éviter le glissement de la voiture.

Certes, il est rare d'attacher des pneumatiquesà l'aide de ceintures de sécurité

Je tentais simplement de te faire répondre à la dernière question posée dans ton message initial:

[en cas de dérapage] une ceinture de sécurité peut-elle être utile ?

Pour qui? pour quoi?

Amicalement

[invite38eb2352]

La ceinture de sécurité est faite pour les passagers pour éviter qu'ils soient projetés contre le pare-brise.
Remarque la ceinture de sécurité ne protège plus lorsque qu'on dépasse les 50km/h.

[Ouk A Passi]

Bonjour,

1 --

2 -- Remarque: je ne suis pas certain que son effet protecteur soit inefficace au delà de 50 km/h, bien au contraire.
Mais un choc serait alors très, très violent.
Même si la ceinture peut à ce moment te casser des côtes ainsi que la clavicule, elle peut te permettre d'avoir la vie sauve.

Bonne soirée.

[invite38eb2352]

Oui au delà de 50km/h la ceinture de sécurité peut te casser quelque chose ou te couper c'est ce que l'on m'a dit au code de la route

[stefjm]

La ceinture de sécurité est faite pour les passagers pour éviter qu'ils soient projetés contre le pare-brise.
Remarque la ceinture de sécurité ne protège plus lorsque qu'on dépasse les 50km/h.

Quelle blague!
Je préfère faire des tonneaux avec que sans la ceinture!

Ding dong <voix suave>
Mesdames et Messieurs, notre vitesse passant sous les 50km/h, veuillez attacher votre ceinture.

[stefjm]

Oui au delà de 50km/h la ceinture de sécurité peut te casser quelque chose ou te couper c'est ce que l'on m'a dit au code de la route

T'as plus qu'à équiper ta caisse d'un siège baquet et d'un harnais.
C'est moins pratique pour les petits trajets mais bien plus sûr en cas d'accident à vitesse supérieure à 50km/h.

[invite38eb2352]

Et pour la question 2 la modification du mouvement de la voiture vient de donc de la force centrifuge ?

[Ouk A Passi]

Bonjour,

Question 2
Comment interpréter en termes de force la modification du mouvement de la voiture?

Tu as écrit

la modification du mouvement de la voiture vient de donc de la force centrifuge ?

On ne peut pas exprimer cela ainsi

La force centrifuge n'est que la conséquence de l'effet de la force d'inertie


En tournant le volant, donc les roues directrices, le conducteur impose à son véhicule un changement de trajectoire, qui était jusqu'à present rectiligne, mais tente maintenant de devenir curviligne.
Wiki nous dit:

il faut fournir un effort pour modifier le mouvement initial d'un objet

De même, dans cette explication d'une autre page de Wiki, remplace "démarre brusquement" par "tourne brusquement"

Par exemple, une personne est dans une voiture, et cette voiture démarre brusquement. La personne sent une force qui la plaque contre le dossier, elle subit la force d'inertie. Considérons maintenant un observateur extérieur : il verra juste un effet de l'inertie : lorsque la voiture démarre, la personne assise est immobile et est donc « rattrapée » par son dossier, et c'est la pression exercée par le dossier sur la personne qui va mettre celle-ci en mouvement, qui va la pousser et faire qu'elle se déplace à la même vitesse que le reste de la voiture.

Les personnes ne sont plus "plaquées contre le dossier du siège", mais ont tendance à aller vers l'extérieur du virage.

En effet, la véhicule circulait jusqu'à présent en ligne droite.
Il aborde un virage:
<<il faut fournir un effort pour modifier le mouvement initial d'un objet>>
Donc les personnes sont obligées de fournir un effort pour ne pas "partir" vers l'extérieur du virage (à moins que cet effort ne soit fourni par la ceinture)
[bien que la ceinture en choc latéral, ce ne soit pas terrible car elle n'est pas prévue pour cela].

Il en est de même pour le véhicule en mouvement dont on tourne les roues:
Il subit une force qui le déporte vers l'extérieur du virage (comme pour les passagers).
Cette force est contrecarrée par une force de sens opposé grace aux pneumatiques "s'accrochent" à la route.

Si la route est verglacée, la route est lisse comme un miroir,
et les pneus ne peuvent plus "s'accrocher": la voiture dérape

[invite38eb2352]

D'accord merci !