Travail force ressort

[Slim Shady]

Bonjour à tous,

J'ai une question qui peut sembler bête mais qui me trouble un peu.

On a un ressort de constante de raideur k, en position horizontale, au bout duquel on fixe un mobile autoporteur (donc pas de frottements). Si un opérateur tire sur le mobile autoporteur, le ressort exercera une force de rappel F (vecteur) sur le mobile. La force exercée par l'opérateur sur le mobile vaut alors -F (vecteur), et ce tout au long du déplacement normalement. Mais si ces deux forces s'annulent, comment se fait-il que le mobile se déplace ? Ca ne coincide pas vraiment avec le principe d'inertie...

Voilà j'espère que j'ai été assez précis, merci pour toutes les réponses !
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[LPFR]

Bonjour.
Je pense que vous n'avez pas compris la loi d'action et réaction de Newton. Les deux forces action et réaction ne sont appliquées sur le même corps.
Quand vous appuyez votre doigt sur la table et exercez une force de 10 newtons, la table exerce sa réaction de 10 newtons sur votre doigt. C'est pour cela que votre doigt à l'aspect écrasé.
Même chose pour le ressort: vous tirez (ou poussez) le ressort, et le ressort tire (ou pousse) sur vous.
Même chose entre le ressort et le mobile.
Au revoir.

[Slim Shady]

Merci pour la réponse, mais je me suis peut-être mal exprimé. Si on considére le mobile (accroché au ressort) à l'arrêt, écarté de sa position d'équilibre, tenu par un opérateur, les forces qui s'exercent sur lui sont bien F et -F (en vecteur), F étant la force de rappel du ressort (sinon il ne serait pas immobile). En quoi les forces qui s'exercent sur ce mobile diffèrent-elles lors du mouvement ? Elles valent toujours F et -F (la valeur de F variant selon la position) ?

[invite50625854]

Lors du mouvement la force exercés par l'opérateur "qui compensait la force du ressort" disparait.
Le -F de l'opérateur disparait.

Donc seul la force de rappel F s'exerce sur le mobile autoporteur. Ce dernier va alors accélérer.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Slim Shady]

Lors du mouvement la force exercés par l'opérateur "qui compensait la force du ressort" disparait.
Le -F de l'opérateur disparait.

Donc seul la force de rappel F s'exerce sur le mobile autoporteur. Ce dernier va alors accélérer.

Non par lorsque l'opérateur tire sur le mobile. Je parlais du mouvement lorsque l'opérateur tire sur l'objet fixé au ressort.

[LPFR]

Non par lorsque l'opérateur tire sur le mobile. Je parlais du mouvement lorsque l'opérateur tire sur l'objet fixé au ressort.

Re.
Ah bon! Il y a un autre objet fixé sur le ressort et qui n'est pas le mobile ?
Dans ce cas, je n'ai pas compris votre description mieux que Youri.

Essayez de faire la description un peu plus claire.
A+

[Slim Shady]

Non l'objet en question c'est le mobile. Je disais juste à youri que F n'est pas la seule force qui s'exerce sur le mobile lorsque l'opérateur tire dessus. Pourriez-vous me dire quelles forces s'exercent sur le mobile fixé au ressort (à part le poids et la réaction du support) lorsque l'opérateur tire dessus ?

Merci d'avance

[LPFR]

Re.
Aucune autre.
Comme Youri vous à bien expliqué, quand l'opérateur tire sur le mobile le ressort tire dans l'autre sens avec la même force. Il y a équilibre.
Quand l'opérateur lâche, la force F n'est plus compensée et l'objet est accéléré en accord avec la 2ème loi de Newton (F = m.a).
A+

[Rhodes77]

Bonsoir,

Il me semble avoir compris la question :
Imaginons un mobile qu'un opérateur tient dans sa main, et relié par le point opposé à un ressort tendu.
Si l'opérateur "tire plus fort", le mobile vient vers lui.
Le paradoxe qui intrigue Slim Shady est l'apparente violation du principe d'inertie et du principe des actions mutuelles.
-> Actions mutuelles : "l'action du ressort sur le mobile est l'opposée de l'action de l'expérimentateur sur le mobile" (mais je ne suis pas d'accord)
-> Principe d'inertie : MRU ou immobile ssi les forces se compensent. On s'attendrait donc à ce que le mobile reste...immobile et non pas qu'il soit attiré vers l'expérimentateur qui "tire plus fort".

Mon avis : mauvaise formulation du principe d'actions mutuelles : la force exercée par le ressort sur le mobile s'oppose à celle exercée par le mobile sur le ressort, rien à voir donc avec l'expérimentateur...

J'ai vu juste pour la question initiale ?

[Slim Shady]

Merci, mais s'il y avait équilibre des forces, le mobile ne serait pas en mouvement. Quand je dis que l'opérateur tire sur le mobile, ça signifie qu'il le déplace d'un point à un autre. Si il y avait équilibre, le mobile ne bougerait pas, selon la première loi de Newton.

[Slim Shady]

Oui merci Rhodes77, c'était bien ça le problème.

Donc si je comprends bien ce que tu dis, l'opérateur exerce une force T sur le mobile, supérieure à la force de rappel F du ressort exercée sur le mobile. Et ce mobile exerce une force opposée -F sur le ressort. Et lorsque le mobile est immobile, c'est que les forces T et F ont alors même valeur. C'est bien ça ?

[Slim Shady]

Oui merci Rhodes77, c'était bien ça le problème.

En fait tu dis que l'opérateur exerce une force F sur le mobile lorsqu'il le tire, et que le ressort exerce une force de rappel R sur ce mobile, où R<F. Le mobile exerce alors une force -R (vecteur) sur le ressort. Ensuite lorsque le mobile est immobile, c'est que les forces R et F ont même valeur. Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris, donc si je pouvais avoir une confirmation...

[Slim Shady]

excusez-moi pour le double post, j'ai eu un léger bug XD

[Rhodes77]

Re,

Le système étudié est le mobile.
Dressons le bilan des actions extérieures auxquelles il est soumis :
- la force F de rappel du ressort, horizontale, dirigée du mobile vers le ressort
- la traction T de l'expérimentateur, horizontale, dirigée du mobile vers le type

En vertu du principe des actions mutuelles, le mobile exerce
- la force -F sur le mobile
- la force -T sur l'expérimentateur.

En vertu du principe d'inertie :
Dans le référentiel terrestre du laboratoire, le mobile est animé d'un mouvement rectiligne uniforme ou est immobile si et seulement si les forces qui s'exercent sur lui se compensent, càd si, vectoriellement, T+F=0.

Bonne soirée.