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exercice: Détermination d'une force de frottement



  1. #1
    matt273

    exercice: Détermination d'une force de frottement

    Bonjour,

    Voila je rencontre quelques problemes avec ce chapitre (l'energie cinétique, le travail etc...) de physique et j'ai du mal a faire cet exercice, j'aurais besoin de votre aide svp.

    Enoncé:

    Une luge (et son passager) de masse 70kg, descend sans vitesse initiale (point de départ A), une piste rectiligne inclinée de 15%
    Après avoir parcouru 100m (point B), sa vitesse est égale à 30 km/h
    On négligera les frottements de l'air mais pas ceux sur la piste que l'on notera vecteur f

    1)Quel est le système étudié?
    j'ai répondu la luge

    2)Quel est l'angle d'inclinaison de la piste ? détailler le calcul
    Pour celle-ci j'ai un doute mais j'ai trouvé sa :
    Soit x l'angle d'inclinaison en degré x=tan-1(15/100)=8.53° donc environ 8° je ne sais pas si c'est bon ou si je dois plus détailler.

    3)Quelles sont les deux forces appliquées au système ?
    j'ai mis le Poids noté vecteur P et la Réaction(luge/terre) noté R
    (je ne suis pas sur)

    4)bon la faut faire le schéma donc on va passer

    c'est à partir de la que je bloque:
    5)Donner l'expression littérale de la variation d'énergie cinétique au cours du mouvement du système puis simplifier le résultat.

    6)Calculer littéralement la somme des travaux des forces appliquées au système.

    7)En déduire la relation littérale permettant le calcul des forces de frottement.

    8)Passer finalement à l'application numérique.

    Donnée : g=9.8N.kg-1

    j'attend votre aide merci

    -----


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  3. #2
    Duke Alchemist

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Bonjour.

    5. Quelle est l'expression littérale générale de l'énergie cinétique (de translation) en fonction de la masse et de la vitesse ? Ec = ...
    Pour déterminer l'expression de la variation, il te suffit d'exprimer en fonction de la masse et des vitesses finale et initiale.

    6. Exprime les travaux de chacune des forces en ne faisant apparaître que les intensités des forces (ou leur expression littérale) plutôt que les produits scalaires.

    7. Théorème de l'énergie cinétique avec ce qui précède.

    8. Yaka...

    Duke.

  4. #3
    matt273

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    ΔEc=ΣWvecteurab(vecteurF) ??
    ΔEcab=Ecb-Eca ??

    honnetement j'ai beaucoup de mal avec ce chapitre, si tu pouvais etre un peu plus précis et donner plus d'indications stp je t'en serais très reconnaissant.
    Bien sur je ne te demande pas de faire l'exercice à ma place car tu n'es évidement pas la pour sa.

  5. #4
    Duke Alchemist

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Re-

    5. L'expression de l'énergie cinétique (de translation) est , n'est-ce pas ?

    Quelle est son expression (éventuellement sa valeur ) en A ? En B ?

    6. Le travail d'une force constante le long d'un trajet AB est : est l'angle entre les droites support de et .
    Cela te rappelle quelquechose ?

    Pour simplifier les expressions et les calculs, le plus souvent on utilise un repère sur lequel on projète les différents vecteurs-forces : on trouve très rapidement les (composantes des) forces qui travaillent...

    C'est la partie la plus délicate de l'exercice.

    Ce que tu proposes correspond au théorème de l'énergie cinétique pour la question 7.

    Duke.

  6. #5
    matt273

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    re.

    donc pour la 5) il faudrait que je démontre que Eca=1/2mva² et Ecb=1/2mvb² ??
    pour la 6) il faut laisser littéralement W(vecteur F)=vecteur F.vecteur AB=F x Ab x cosalpha ?

    et pour la 7) j'applique le thérome de l'énergie cinétique avec les valeurs numériques avec ΔEc=Σvecteur AB (vecteur F)
    ΔEcab=Ecb-Eca ??

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Duke Alchemist

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    5. Que vaut vA ? d'où que vaut Ec,A ?
    idem en B. Si tu n'as pas de valeur, tu garde la notation vB dans l'expression de Ec,B.
    Pourquoi voudrais-tu les démontrer ?


    6. Il y a moyen de simplifier chacune des expressions pour le travail.
    * pour la réaction du support, que vaut le travail ?
    * pour le poids ?
    * pour les frottements ?
    Peux-tu justifier chacun des résultats ?
    (c'est la proposition du repère qui permet de justifier facilement)

    7. à appliquer puisque tu connaîtra les expressions littérales des deux membres, tu en déduiras la valeurs des frottements.

    Autre point important, n'oublie pas les éventuelles conversions pour l'application numérique !

    Duke.

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  10. #7
    ansset

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    juste une remarque, tu es allé trop vite sur la 3).

    en fait les deux forces qu'on te demande d'analyser sont celles qui influent sur le deplacement de la luge.
    soit le poids pour sa composante le long de la pente et
    la force f de frottement qui freine la luge ( vers l'arrière ).

    sinon on te donne la vitesse en A , donc l'énergie cinétique.

  11. #8
    Duke Alchemist

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    juste une remarque, tu es allé trop vite sur la 3).

    en fait les deux forces qu'on te demande d'analyser sont celles qui influent sur le deplacement de la luge.
    soit le poids pour sa composante le long de la pente et
    la force f de frottement qui freine la luge ( vers l'arrière ).

    sinon on te donne la vitesse en A , donc l'énergie cinétique.
    Personnellement, j'aurais demandé les trois forces qui agissent sur le système... mais je ne suis pas le prof

  12. #9
    ansset

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Citation Envoyé par Duke Alchemist Voir le message
    Personnellement, j'aurais demandé les trois forces qui agissent sur le système... mais je ne suis pas le prof
    je suis bien d'accord, l'énoncé n'est pas très "propre "....
    bon, comme tu es revenu, je te laisse l'ami .
    a +

  13. #10
    matt273

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Pour la 3 je vais mettre les 3 forces bien qu'elle n'en demande que 2.
    En revanche pour la 6) j'ai du mal à saisir en faite

  14. #11
    Duke Alchemist

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Es-tu capable de répondre à ces questions
    Citation Envoyé par Duke Alchemist Voir le message
    * pour la réaction du support, que vaut le travail ?
    * pour le poids ?
    * pour les frottements ?
    ?

    @ ansset :
    Citation Envoyé par ansset
    bon, comme tu es revenu, je te laisse l'ami .
    a +
    Mais tu as le droit de participer aussi
    Je ne suis pas à l'abri d'une erreur... et peut-être pourrais-tu expliquer autrement ce que j'essaie de faire comprendre à matt273

    Duke.

  15. #12
    matt273

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    je ne sais pas du tout

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  17. #13
    Eurole

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Citation Envoyé par matt273 Voir le message
    je ne sais pas du tout
    Bonjour matt273.

    As-tu dessiné ton problème ? Je pense qu'un schéma te permettrait de mieux comprendre les questions de Duke Alchemist, d'y répondre, et de les partager avec le forum.

    .

  18. #14
    ansset

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Citation Envoyé par matt273 Voir le message
    re.

    donc pour la 5) il faudrait que je démontre que Eca=1/2mva² et Ecb=1/2mvb² ??
    pour la 6) il faut laisser littéralement W(vecteur F)=vecteur F.vecteur AB=F x Ab x cosalpha ?

    et pour la 7) j'applique le thérome de l'énergie cinétique avec les valeurs numériques avec ΔEc=Σvecteur AB (vecteur F)
    ΔEcab=Ecb-Eca ??
    tu n'as pas à demontrer Eca=1/2mva² , c'est la définition de l'énergie cinétique.
    si on te propose de simplifier c'est que Va est évident ( énoncé ).

    pour le travail , c'est Ok, mais il faut le faire pour toutes les forces.

    ensuite comme l'a écrit duke un travail induit une variation d'énergie.
    en fait tu as toutes les briques , suffit de remettre tout à l'endroit.

  19. #15
    maxouglou

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    6. Il y a moyen de simplifier chacune des expressions pour le travail.
    * pour la réaction du support, que vaut le travail ?
    * pour le poids ?
    * pour les frottements ?
    Peux-tu justifier chacun des résultats ? citation

    je te conseille de faire un schema car le travail depend de l'angle et tu sais bien que la reaction normale du support est perpendiculaire soit un angle de 90° donc je te laisse deviner cos90°

    pour le poids il faut appliquer
    WP=mgh

    je te laisse continuer

  20. #16
    matt273

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    W(R) = quoi?

  21. #17
    Duke Alchemist

    Re : exercice: Détermination d'une force de frottement

    Bonsoir.
    Citation Envoyé par matt273 Voir le message
    W(R) = quoi?
    Que peux-tu dire de par rapport au déplacement du système ?
    Qu'en conclus-tu ?
    Mêmes questions avec

    Pour le poids, c'est un peu plus compliqué mais il suffit de projeter suivant les deux axes (bien choisis) et de voir quelle composante effectue un travail ou tu appliques ce qu'a proposé maxouglou en déterminant h (en fonction de l'inclinaison notamment).

    Duke.

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