Exercice première S 3ème lois de Newton

[invite1d14d9e0]

Bonjour à tous!!!
Je m'appelle Joséphine, je suis en première S. J'ai un exercice de physique à faire pendant les vacances de Noël et je n'y arrive pas ...
Est ce que quelqu'un peut m'aider ...! Merci d'avance.

ENONCE :
Fabien désire quitter une barque placée au bord d'un quai. Il se rend compte alors que la barque a un mouvement de recul.
1) Représenter la force exercée par la barque sur le pied de Fabien.
2) En déduire la force exercée par Fabien sur la barque. Justifier votre tracée.
3) Faire le bilan des forces extérieures appliquées à la barque.
4) Comment expliquez-vous le mouvement de recul ?
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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenue au forum.
Faites un dessin.
Pour que Fabien passe de la barque au quai il faut qu'une force le pousse vers le quai. Pour ce faire, Fabien pousse la barque (en direction de l'eau) avec sont pied. La réaction de la barque est une force appliquée sur le pied de Fabien et qui le pousse donc vers le quai.
Au revoir.

[invite1d14d9e0]

Il y a donc une force poids que Fabien exerce que la barque ?

[invite1d14d9e0]

Il y a donc une force poids que Fabien exerce sur la barque ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Oui.
Mais son poids, ainsi que la réaction de la barque, sont verticales et n'aident pas Fabien à se déplacer horizontalement.
Ce qui compte, pour aller à terre, ce sont les forces horizontales.
A+

[invite87abc06f]

Bonjour,

comme mentionné dans ton titre, cet exercice est l'application de la 3eme loi de Newton, ou principe des actions réciproques qui dit : Lorqu'un corps A exerce sur un corps B une action mécanique modélise par la force Fa/b alors le corps B exerce sur A une action réciproque modélisée par la force Fb/a. Ces deux forces ont la même direction, des sens opposés et la même norme.

Ce principe peut être appliqué à la propulsion : exemple d'une personne qui marche, que j'ai vu en cours.
Ici, il en est de même. Pour atteindre le quai, Fabien doit pousser sur la barque avec son pied et avancer vers le quai. Il exerce ainsi une force oblique dirigée vers le bas et vers l'arrière (par rapport au sens de son déplacement). En retour, la barque exerce sur Fabien une force directement opposée, dirigée donc vers le haut et vers l'avant. Cette force, qui est une réaction, a deux composantes : une Rt (tangentielle) qui permet à Fabien d'avancer, et une Rn (normale) qui l'empêche de s'enfoncer dans l'eau.
Maintenant encore faut-il savoir si le poids de la barque est négligé ou non. Etant donné que la barque flotte, elle est soumise à la poussée d'archimède. Faut-il en tenir compte. Sûrement, à la question 3).
Les forces extérieures appliquées sur la barque seraient donc celle exercée par Fabien, et la poussée d'Archimède.
Alors, pourquoi la barque recule ?
Une bonne question a se poser serait : pourquoi la barque ne reste-t-elle pas immobile ? C'est la mécanique qui parle : pour qu'un solide, ici la barque, soumis à 2 forces, reste dans un état de repos, il faut que ces deux forces soit égales et opposées.

Est-ce le cas ici ? ...

[invite1d14d9e0]

Merci beaucoup. Grâce a tes explications, j'ai pu faire correctement mon schéma et comprendre. Merci beaucoup!

[inviteb14aa229]

Ce principe peut être appliqué à la propulsion : exemple d'une personne qui marche, que j'ai vu en cours.

Bonjour Hammer,

J'ai une question à poser sur ce principe.
Imaginons un gigantesque plateau circulaire, pouvant tourner autour de son axe sans frottement (un peu comme une ancienne platine de 33 tours que l'on suppose sans frottement).
Un personnage est au bord extérieur du plateau. Il se met à marcher le long du bord. Que se passe-t-il ?
- le plateau tourne en sens inverse, et le personnage fait du sur-place par rapport à un référentiel fixe ?
- le personnage progresse par rapport à un référentiel fixe, et le plateau tourne également en sens inverse, mais moins vite (comme s'il y avait un "partage" du mouvement) ?

Paminode

[inviteb14aa229]

J'ai une autre question, concernant l'exercice de Joséphine.

Ici, il en est de même. Pour atteindre le quai, Fabien doit pousser sur la barque avec son pied et avancer vers le quai. Il exerce ainsi une force oblique dirigée vers le bas et vers l'arrière (par rapport au sens de son déplacement). En retour, la barque exerce sur Fabien une force directement opposée, dirigée donc vers le haut et vers l'avant. Cette force, qui est une réaction, a deux composantes : une Rt (tangentielle) qui permet à Fabien d'avancer, et une Rn (normale) qui l'empêche de s'enfoncer dans l'eau.
Maintenant encore faut-il savoir si le poids de la barque est négligé ou non. Etant donné que la barque flotte, elle est soumise à la poussée d'archimède. Faut-il en tenir compte. Sûrement, à la question 3).
Les forces extérieures appliquées sur la barque seraient donc celle exercée par Fabien, et la poussée d'Archimède.
...

Peut-on évaluer la composante verticale de la force exercée par le personnage sur la barque ?
Interviennent :
- le poids du personnage ;
- une partie seulement de ce poids, plus exactement, puisque une autre partie du poids du personnage est exercée par son autre pied déjà sur le quai ;
- peut-être une "poussée" en plus ? Quand on prend appui sur le sol (ou ici sur la barque) pour se propulser vers le haut, ne crée-t-on pas une force différente et indépendante du poids, d'origine musculaire ?

Paminode

[Eurole]

...
J'ai une question à poser sur ce principe.
Imaginons un gigantesque plateau circulaire, pouvant tourner autour de son axe sans frottement (un peu comme une ancienne platine de 33 tours que l'on suppose sans frottement).
Un personnage est au bord extérieur du plateau. Il se met à marcher le long du bord. Que se passe-t-il ?
- le plateau tourne en sens inverse, et le personnage fait du sur-place par rapport à un référentiel fixe ?
- le personnage progresse par rapport à un référentiel fixe, et le plateau tourne également en sens inverse, mais moins vite (comme s'il y avait un "partage" du mouvement) ?

Paminode

Bonsoir.
Le "gigantesque plateau circulaire" pourrait être notre globe terrestre.

Cette notion de "partage du mouvement" est intéressante à étudier dans un roulement à billes ou à rouleaux, ou un train epicycloïdal.
Le sujet mériterait peut-être un fil de discussion spécial.

??

.

[invite6dffde4c]

Bonjour.

Bonjour Hammer,
J'ai une question à poser sur ce principe.
Imaginons un gigantesque plateau circulaire, pouvant tourner autour de son axe sans frottement (un peu comme une ancienne platine de 33 tours que l'on suppose sans frottement).
Un personnage est au bord extérieur du plateau. Il se met à marcher le long du bord. Que se passe-t-il ?
- le plateau tourne en sens inverse, et le personnage fait du sur-place par rapport à un référentiel fixe ?
- le personnage progresse par rapport à un référentiel fixe, et le plateau tourne également en sens inverse, mais moins vite (comme s'il y avait un "partage" du mouvement) ?
Paminode

Le plateau se mettra à tourner dans la direction opposé à l'avancement du personnage. La répartition de vitesses dépendra des masses respectives.

Vous verrez cela plus tard, quand vous étudierez la "conservation du moment linéaire" ou quantité de mouvement, et la "conservation du moment angulaire" ou moment cinétique.

Ces deux grandeurs conservées sont très importantes et très intéressantes. Les deux sont une conséquence des lois de Newton.

J'ai une autre question, concernant l'exercice de Joséphine.

Peut-on évaluer la composante verticale de la force exercée par le personnage sur la barque ?
Interviennent :
- le poids du personnage ;
- une partie seulement de ce poids, plus exactement, puisque une autre partie du poids du personnage est exercée par son autre pied déjà sur le quai ;
- peut-être une "poussée" en plus ? Quand on prend appui sur le sol (ou ici sur la barque) pour se propulser vers le haut, ne crée-t-on pas une force différente et indépendante du poids, d'origine musculaire ?

Paminode

Il faut se méfier quand on essaye de modéliser des comportements animaux. Ils sont, en général, assez complexes et on est obligé de simplifier.

La force du personnage sur la barque peut être décomposée dans sa composante verticale et sa composante horizontale.

La composante verticale est grosso modo égale au poids de la personne, mais subit des variations quand la personne marche sur la barque ou quand il soulève une jambe (pour monter sur le quai, par exemple). Puis la force diminuera à mesure qu'il transfère son poids sur la jambe à terre. Sans exclure la possibilité qu'il ait "donné un coup" vers le bas pour se hisser sur le quai.

La force horizontale est due aux efforts que la personne fait pour modifier sa vitesse horizontale. Quand il s'est levé de son banc à l'arrière et a marché vers l'avant, il a fait reculer la barque. Même chose s'il se donne une vitesse horizontale pour changer la position de son centre de gravité et le mettre au dessus du quai.
Au revoir.

[inviteb14aa229]

Bonjour,

Merci beaucoup LPFR.

Paminode