Frottement (sec et visqueux) et mobile (translation)

[invite78f958b1]

Bonsoir à toutes et à toutes.

Je bloque sur un exercice de mécanique et parfois je ne suis pas sûr de mes réponses alors je préfère savoir votre avis.
L'exercice débute avec des explications sur les frottements secs solide/solide) de formule:
avec Vr: la vitesse relative

et les frottements visqueux (sec/fluide) de formule avec k le coefficient de viscosité.

Voici la situation:Tracté par une force T, un solide de masse M est en translation sur un autre solide selon l'axe des x avec T>0 pour 0<t<t0 et si t>t0 alors T=0

1) Bilan des forces
2) PFD avant et après t0.
3) En déduire l'allure des courbes donnant l'accélération et la vitesse du mobile au cours du temps dans la cas de frottemment sec et visqueux.
4)Appliquer le théorème de l' Energie cinétique

J'ai représenté un schéma de la situation pour mieux visualiser le problème
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Voici mes réponses.

1)Pas de problèmes, je pense (Poids, Réaction du support, F(sec), F(visq) et T)

2)C'est au niveau du PFD (ou de la deuxième loi de Newton) que me pose un problème au niveau des vecteurs.

J'exprime déjà tous les forces avec leur vecteurs.



(c'est ici que j'ai un doute)




2) là j'applique la deuxième loi de newton simplement. Juste dans le cas où t>t0, donc la traction T=0 donc il n'y a pas de mouvement donc pas de frottement. Donc le système est au repos et à l'équilibre et la somme des forces: P+R=0.
Est ce bien cela ?


3)C'est ici que je trouve la question étrange. Dois je simplement considérer le problème mathématiquement ? (je prend t=x) et je trace une droite affine selon les équations du PFD .
Est ce que cela montre quelques choses de particulier ? En fait, je ne comprends pas l'intéret de la question. Merci de m'éclairer.

4) Ici, je pensais à dire que la dérivée de l'énergie cinétique était égale à la sommes des puissances des forces . On connait les forces et les vitesses d'après le PFD


En tout cas, merci de votre aide !
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[invite78f958b1]

Si vous avez des questions, n'hésitez pas. Voulez vous que je reformule ?

Merci

[LPFR]

Bonjour.
Je ne vois pas l'intérêt d'utiliser des vecteurs dans un problème unidimensionnel.
Et encore moins d'utiliser des vecteurs unitaires.
Ça ne fait que compliquer l'écriture et la compréhension des formules.
Votre dessin est correct.
Donc la deuxième loi de Newton s'écrit:
ma = T - F_sec - F_visc
ma = T - µmg - kv
C'est tout. "Yaka".
Vous suivez des cours de physique ou des maths ? À vous lire, j'ai l'impression que c'est des maths.
Au revoir.

[invite78f958b1]

Bonjour,
merci de votre réponse.

Vous suivez des cours de physique ou des maths ?

Les deux en faite.


C'est vrai que j'ai prix l'habitude de décomposer selon l'axe x, y et z mais puisque le mouvement est que selon x, il faut mieux faire comme vous me dîtes.
Cependant, je ne comprends pas un de vos résultat:

ma = T - µmg - kv

Pourquoi F(sec)= -µmg ? Qu'est ce que µ ? Comment avez vous déduis cela de l'expression donnée par l'énoncé ?

3) Avez vous une explications pour la question 3 ? Dois je la traiter de manière "mathématiques" ?

Merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Le frottement sec est une force égale à "la force normale à la surface multipliée par le coefficient de friction µ".
Ici la normale est la réaction R dans votre dessin, qui vaut mg.
Ce n'est pas dit dans l'énoncé. Qui donne une simple force constante F*.
Je trouve idiot de donner des problèmes avec des frottements sans les avoir expliqués avant.

Pour la question 3, je ne sais pas s'ils vous demandent de traiter les deux cas séparés (se et visqueux), ce qui est plus logique pour les comparer. Commencez par les traiter séparément
Et oui, je pense qu'on vous demande de faire le calcul de V en fonction du temps.
Avec le frottement sec uniquement, si la tension est plus grande que la force de friction, le mouvement sera uniformément accéléré.
Avec le frottement visqueux, la vitesse croit de plus en plus lentement (exponentielle) vers une asymptote. Car à mesure que la vitesse croit, la force de friction augmente et l'accélération diminue.

C'est à vous de le prouver.
A+