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Problème de physique (mécanique)



  1. #1
    akwell

    pouvez vous m'aider a résoudre ce petit probleme merci

    une boite de masse m est initialement placée sur le sol, est soulevée a une hauteur h où elle s'arrete Pour ce faire , on applique une force verticale a l'aide d'une corde élastique, de constante k, qui soulève le poids Calculer le travail effectué par la force

    merci

    J'ai modifié le titre de votre message car il était peu explicite (bon nombre de forumeurs posant des questions pourraient mettre "urgent" comme titre, ça ne facilite pas les réponses au contraire.)
    Veuillez consulter les règles pour poster à cette adresse: http://forums.futura-sciences.com/viewtopic.php?t=118
    J'ai essayé de mettre un titre plus explicite (comme ça les personnes s'y connaissant en mécanique verront tout de suite que ce sujet les intéresse). S'il ne vous convient pas vous pouvez écrire à la modération pour le modifier.
    Cordialement,
    Pour la modération,
    Kinette.

    -----

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  3. #2
    Jackyzgood

    Salut

    Le cas general de calcul d'un travail d'une force est :

    integrale F.dl

    Avec F et dl etant des vecteurs

    Mais dans le cas des forces concervatives, le probleme se simplifie grandement : W=F.AB avec F et AB etant des vecteurs et le "." signifie scalaire. Le travail ne depend plus du trajet suivit, mais uniquement du point de depart et du point d'arriver.

    Dans le cas etudié F.AB (vecteurs) devient FxAB (scalaires)
    car cos(F,AB)=1

    La force etant le poids (force conservative) on a : F=P=mg
    la distance parcourue est la hauteur h donc :

    W=mgh

    Ce qui correspond egalement a l'energie potentiel de pesanteur de ta boite par rapport au sol.

  4. #3
    Jedeki

    Ne manque-t-il pas le fait que ce soit un élastique qui soulève la masse ? Si oui, je crois qu'il faudrait connaître la longueur de l'élastique au repos (appelons-la L) et ainsi F=1/2 * k * (h-L)².
    2+2=4.17985

  5. #4
    Jackyzgood

    Le fait que ca soit un elastique ne joue pas car si F=kx est inferieure a P=mg la boite ne se souleve pas, et donc la force ne travaille pas. Ce n'est qu'au moment ou F=P que la boite se deplace et que la force commence a travailler.

    une boite de masse m est initialement placée sur le sol, est soulevée a une hauteur h
    A la fin de la manipe la boite se trouve a une hauteur h

    Donc en resumé F=P=mg travaille sur une distance h

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Jedeki

    En fait, on ne regarde que l'énergie potentielle nécessaire...
    2+2=4.17985

  8. #6
    vinze

    Il me semble qu'il y a une petite erreur dans la réponse donnée car la force qui s'oppose à la force de rappel de l'elastoc travaille. la réponse serait la suivante, travail total=1/2*(Mg/k)^2+Mgh.
    Mg/k étant l'élongation tel que la force de l'élastic sur la masse soit égale au poid de la masse.

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  10. #7
    Anonymous

    Bonjour,

    le travail effectué par la force est exactement

    w = m g h

    et ce quelque soit l'expression exacte de la force.

    La démonstration est celle-ci:

    initalement, l'objet est au repos sur le sol. En y prenant l'origine du potentiel gravitationnel, l'objet a donc une énergie mécanique initialle nulle (pas d'énergie potentielle et pas d'énergie cinétique).

    Au cours du mouvement, la seule force non-conservative qui travaille est celle provenant de l'élastique. Or, à la fin, l'énergie mécanique est devenue

    E = m g h

    puisque telle est l'énergie potentielle de l'objet qui est au repos (et n'a donc pas d'énergie cinétique).

    la variation de l'énergie mécanique étant égale à la somme des travaux des forces non-conservatives, la force a effectué un travail égal à m g h.

    Ainsi, on ne peut pas dire que la force inconnue F est égale au poids: ce n'est le cas que si l'accélération est nulle (PFD) or on n'a aucune idée de la façon dont le mouvement se fait. On peut dire que cette force est supérieure ou égale au poids (afin d'avoir un mouvement vers le haut), mais c'est tout et de toutes façons cela n'est pas important pour répondre à la question posée.

  11. #8
    Jackyzgood

    la réponse serait la suivante, travail total=1/2*(Mg/k)^2+Mgh.
    Mg/k étant l'élongation tel que la force de l'élastic sur la masse soit égale au poid de la masse.
    Je ne comprends pas cette reponse !! Mg/k serait donc equivalent a une longeur ? Donc on a :

    Travail total = Longueur² + energie

    Personnellement ca ne me plais pas .....

    Pourrais tu etre plus precis dans ton explication ?

  12. #9
    vinze

    Salut,
    Erreur de frappe....il faut lire
    Travail total W=1/2*k*(Mg/k)^2+Mgh

  13. #10
    vinze

    Alors....vous etes d'accord ou pas?

  14. #11
    Coincoin

    Non... Le travail est simplement W=mgh. Effectivement l'élastique travaille...pour finir cette énergie, mais c'est tout! Que tu soulèves la masse avec un amortisseur de camion ou un fil élastique, le travail à apporter est le même!!!

  15. #12
    Rincevent

    note bien qu'il faut quand même faire l'hypothèse de l'absence de forces du type "frottement" et supposer que le trajet se fait en un seul voyage sans retour en arrière (sinon en toute rigueur, rien ne dit que la force élastique - pour laquelle pas grand chose est précisé - va travailler de manière réversible).

    non?

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  17. #13
    vinze

    Bonjour,
    par rapport aux frottements, je penses que l'electis est considéré "idéal", donc on peut omettre d'en parler. "Coincoin" dit que le travail est mgh. Je suis d'accord avec ceci si on considère que le travail à calculer est le travail effectuer par la boite. En effet elle travaille uniquement à partir du moment ou elle se soulève, et alors le travial à fournir pour l'elongation de l'elastic n'entre pas en compte.
    Par contre si on doit calculer le travail de la force agissant sur l'elastic pour soulever la boite alors il y a, à mon sens, le travail pour allonger l'élastic + le travail de la boite, et c'est le sens de la réponse que j'ai donnée avant.
    Commentaires bien venus.
    Bye

  18. #14
    Coincoin

    Désolé, mais je viens de me rendre compte d'une chose: l'élastique est encore tendu à la fin du problème, ce qui change tout... Dans ce cas, le travail effectué correspond au travail fourni à la boîte (mgh) plus l'énergie stocké dans l'élastique (soit 1/2*k*x² où x est l'allongement: x=mg/k). Donc finalement, je suis d'accord avec toi Vinze (désolé...).
    Mais je tiens à préciser que si on avait poser la boîte sur une table avant de détendre l'élastique, on aurait récupéré l'énergie de l'élastique, et le travail effectué aurait été seulement mgh (mais c'est pas le cas ici ).
    Bien sûr, on a supposé ici que les forces sont conservatives, c'est à dire qu'il n'y a pas de frottements (ce qui permet de faire tout ce qu'on veut (allers-retours...) tant que les états initial et final restent les mêmes).

  19. #15
    Rincevent

    Donc finalement, je suis d'accord avec toi Vinze
    euh, ouais, moi aussi...

    mais je trouve que l'énoncé était pas très clair... rien ne vaut un bon dessin.

  20. #16
    vinze

    L'enigme du siècle est enfin résolue!

  21. #17
    Coincoin

    Les grands esprits se rencontrent

  22. #18
    Evil.Saien

    Ouais, bravo les gars, vous avez surement réussi en 4 jours à résoudre l'énigme du chapitre travail d'une classe de seconde...

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  24. #19
    Coincoin

    Euh... l'énoncé était pas clair

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