Force centripète

[invite9ab8fd82]

Bonjour,

Je suis étudiant à l'université de Berne en 1ère année, et je bloque sur un exercice de physique.

Intitulé:

Un train roule à une vitesse de 250 km/h dans une courbe, dont le rayon est 1600m. la courbe est inclinée/surélevée avec un angle de 20° pour compenser la force centrifuge.

Question: 1) quelle est la force centripète ?
Question: 2) Une personne de 60 kg rentre dans le train au moment ou le train est dans la courbe, quel est le point en Newton de la personne ?

voilà, le problème que j'ai c'est que il me semble que sans la masse du train il est impossible de trouver la force centripète..

et l'homme rentre dans le train après, il n'est pas préciser s'il faut utiliser son poids ou pas. mais je ne pense pas.

voilà. si vous avez une solution n'hésitez pas
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[Jaunin]

Bonjour, Bernerstudent,
Bienvenu sur le forum de Futura-Sciences.
Pourriez-vous déjà nous montrer ce que vous avez fait et seulement à ce moment là on pourra vous aider? (voir la charte)
Cordialement.
Jaunin__

[invite9ab8fd82]

bonjour,

merci de votre réponse rapide.

oui alors avec la vitesse et le rayon je peux trouver l'accélération centripète.
v=250 km/h = 69,44444.... [m/s]
rayon = 1600 [m]

Accélération centripète (Ac)= (v^2) / r = 3,01 [m/s^2]

et donc la Force centripète est égale à la masse du train (m) multiplié par cette accélération centripète (Ac).

Le problème c'est que je n'ai pas la masse.

Sinon j'ai fait un schéma.

[LPFR]

Bonsoir Jaunin et Bernerstudent..
Vous avez raison. Sans la masse du train on ne peut pas calculer la force. Mais, comme on vous donne l'angle d'inclinaison de la voie, vous pouvez calculer la force centripète en fonction de la masse du train et de l'angle d'inclinaison. Remarquez que l'on vous dit que les 20° servent à compenser la force centrifuge.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9ab8fd82]

Bonjour LPFR,

donc la réponse sera tout simplement une formule et la Force centripète sera exprimée en fonction de la masse (m) ? pas de réponse numérique ?
Ce n'était pas précisé dans l'exercice.. je comprend mieux maintenant.

[coussin]

Et encore : si on vous donnait la masse du train, il vous faudrait aussi sa longueur et la longueur de la courbe… Imaginez que la courbe soit plus courte que le train

[invite9ab8fd82]

Bonjour LPFR,

donc la réponse sera tout simplement une formule et la Force centripète sera exprimée en fonction de la masse (m) ? pas de réponse numérique ?
Ce n'était pas précisé dans l'exercice.. je comprend mieux maintenant.

Fcentripète = Fg (force gravitationnelle) x sin(20°) = m x 9.81 x sin(20°) = 3,355 x m

du coup, comme l'accélération centrifuge vaut 3,01 m/s^2 c'est logique.

donc il n'y a pas de réponse numérique. et dire que j'ai passé 2 heures sur ce problème...

[invite9ab8fd82]

Et encore : si on vous donnait la masse du train, il vous faudrait aussi sa longueur et la longueur de la courbe… Imaginez que la courbe soit plus courte que le train

Pourquoi sa longueur ? on ne peut pas prendre le "centre" du train comme point de référence?

[coussin]

Peu importe le point de référence… Imaginez que votre train fasse 1 km de long et votre courbe seulement 200 m de long (chiffres au hasard…). Bah c'est 1/5 de la masse du train qui intervient dans votre force centripète
Et encore : ça c'est en supposant que le train a une « masse linéique » constante

[invite9ab8fd82]

je vois ce que vous voulez dire oui.

Dans cet exercice ce n'est pas précisé, mais je crois que l'on suppose une longueur de courbe largement plus grande que celle du train pour éviter ce genre de problème ^^

[coussin]

je vois ce que vous voulez dire oui.

Dans cet exercice ce n'est pas précisé, mais je crois que l'on suppose une longueur de courbe largement plus grande que celle du train pour éviter ce genre de problème ^^

Bien sûr Je disais ça pour plaisanter

[sitalgo]

B'jour,

La force centripète due à l'inclinaison de la voie n'est pas Fcp= mg sin20 car cette force est inclinée de 20°, or le plan de rotation est dans le plan de la voie.
De toute façon les forces centripètes et fuges ne s'équilibrant pas, il y a donc autre chose qui intervient, mais ce n'est pas demandé.

Quant au poids du bonhomme, s'il rentre dans le train à 250km/h, ses morceaux devraient peser son poids initial moins ce qu'on aura pas retrouvé.

[invite9ab8fd82]

B'jour,

La force centripète due à l'inclinaison de la voie n'est pas Fcp= mg sin20 car cette force est inclinée de 20°, or le plan de rotation est dans le plan de la voie.


Quant au poids du bonhomme, s'il rentre dans le train à 250km/h, ses morceaux devraient peser son poids initial moins ce qu'on aura pas retrouvé.

vous avez raison, j'ai répondu trop vite. mais j'ai compris le principe.

et pour le bonhomme disons qui est très agile. (la question est mal formulée c'est vrai.. mais c'est traduit de l'allemand et c'est pas toujours facile ^^)

[Jaunin]

Bonjour, Bernerstudent,
Pour répondre à mes petits camarades du forum, que je salue, qui seraient étonnés de voir qu'il s'agit d'une traduction de l'allemand, de leur rappeler qu'en suisse nous avons quatre langues nationales.
Cordialement.
Jaunin__