physique mécanique action-réaction

[invite8e04f024]

bonjour, je ne comprends pas ce numéro:

Une locomotive de 48000 kg tire, dans l’ordre, un wagon #1 de 27000 kg, un wagon #2 de 18100 kg, un wagon #3 de 24100 kg et un wagon #4 de 20700 kg. Le frottement sous les wagons est négligeable et les forces de contact sont toutes horizontales. La locomotive exerce une force de 33,4 kilonewtons (kN) sur le wagon #1.

Calculez :
A) la force (en kN) exercée à l’avant du wagon #2;
B) la force exercée à l’arrière du wagon #2;
C) la force nette exercée sur le wagon #3;
D) l’accélération du train;
E) la force de frottement appliquée sous les roues de la locomotive.

je ne sais vraiment pas par où comencer

merci!
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[Jeanpaul]

Dans tous les problèmes de mécanique, il est essentiel de bien définir à quel système on applique les lois et justement, là tu as une fragmentation à laquelle il faut porter attention.
Tu connais la force qui s'exerce sur le wagon 1, c'est la force qui va mettre en mouvement les wagons 1+2+3. Le système à considérer est donc l'ensemble 1+2+3. On applique le PFD et on en tire l'accélération des 3 wagons, c'est évidemment la même pour tout le train !
Ensuite tu peux dessiner les forces partout : du rail sur la loco, de la loco vers 1 (connue celle-là), de 1 vers 2, etc... et appliquer le PFD au wagon 4, puis au 3, etc...

[invite8e04f024]

Dans tous les problèmes de mécanique, il est essentiel de bien définir à quel système on applique les lois et justement, là tu as une fragmentation à laquelle il faut porter attention.
Tu connais la force qui s'exerce sur le wagon 1, c'est la force qui va mettre en mouvement les wagons 1+2+3. Le système à considérer est donc l'ensemble 1+2+3. On applique le PFD et on en tire l'accélération des 3 wagons, c'est évidemment la même pour tout le train !
Ensuite tu peux dessiner les forces partout : du rail sur la loco, de la loco vers 1 (connue celle-là), de 1 vers 2, etc... et appliquer le PFD au wagon 4, puis au 3, etc...

je ne suis pas sur de tout suivre... c pas très claire... pour le numéra a ... y a-t-il des formules a utiliser ?? Fi = -iF ??
pour trouver l'accélération du train (numéro d) y a-t-il la-aussi une formule a utiliser??
parce que décomposer les forces, c justement ca que je ne comprend pas... c abstrait... jaurais besoin que quelqu'un soit donne un exemple de démarche ou me dise des formules concretes a utiliser... parce que j'ai vraiment de la misere en physique...
merci

[Jeanpaul]

La physique, ce n'est pas juste utiliser des formules. Il faut commencer par faire un super-beau dessin, avec une locomotive et 4 wagons. Ensuite, entre la loco et le wagon 1, il y a un attelage. Sur cet attelage on dessine (toujours très proprement) 2 forces opposées, l'une qui tire le train vers l'avant et une autre qui retient la loco.
Ensuite, on applique ce que tu as appris dans le cours en se concentrant sur l'ensemble des wagons car c'est sur cet ensemble qu'on va appliquer le PFD (principe fondamental de la dynamique) qui dit que la force qui s'exerce sur cet ensemble est égale à sa masse que multiplie son accélération.
Quelle est la force sur cet ensemble (l'énoncé te le dit) et quelle est sa masse (tu as toutes les données), alors quelle sera l'accélération ?

Quand tu as fait cela, tu refais un dessin encore plus propre car il va falloir détailler ce qui se passe entre les wagons. Sur chaque attelage on trouve 2 forces opposées (action-réaction).
Tu commences par regarder le wagon 4, celui de queue. Il subit une force F4, que tu calcules avec le PFD. Cette fois, tu ne connais pas la force, mais tu connais l'accélération et la masse. D'où tu tires F4.
Tu continues avec le wagon 3, après avoir fait l'inventaire des forces (il y a F3 et -F4) et ainsi de suite.

[A voir en vidéo sur Futura]