Travail d'une force de frottement

[ker]

Bonjour,

Je suis dans les révisions du baccalauréat S et j'ai beaucoup de questions à poser sur des exercices. Pourriez-vous m'aider s'il vous plait ?


Un jouet de masse m roule le long d'un rail avec frottement sur deux parties :
- OA : horizontale
- AB : oblique avec angle alpha par rapport au sol

Lancé avec une vitesse initiale vo, il traverse la portion OA, monte AB, arrive en B puis redescend AB et s'arrête en C (C appartenant à OA).
Frottements f constante le long de tout le trajet.
Données :
vo = 6,0m/s
OA = 8,0m
AB = 4,0m
alpha = 30°
m = 5,0kg
f = 10 N

Question:
La force de frottement est-elle conservatrice ? La force de frottement travaille-t-elle ?

La force de frottement n'est pas conservatrice, car elle dépend du trajet utilisée.
La force de frottement travaille, car elle n'est pas perpendiculaire au déplacement.


1. Expression le travail de la force de frottement pour aller de O à C sans passer par le point B

W(f) = - f * OC


2. Expression des forces de frottement pour aller de O à C en passant cette fois-ci par le point B

W(f) = (-f * OA) + (-f * AB * cos (alpha) *2 + (-f * AC)


Comment peut-on savoir si une force est dépendante du chemin ?
Mes expressions sont-elles correctes ?

Merci pour tout
-----

[norien]

Bonjour.


Concernant votre première question...

Comment peut-on savoir si une force est dépendante du chemin ?

La question n'est-elle pas plutôt de savoir si le travail de la force dépend du chemin suivi, ça parait plus en rapport avec ce qui précède.

Pour répondre à la question, comparer les expressions du travail de la force de frottement obtenues aux questions 1 et 2.


En ce qui concerne la seconde question...

Mes expressions sont-elles correctes ?

La première (W(f) = - f .OC) est juste.
Dans la seconde, il y a une erreur ; que vient faire le cos ?
Dans l'expression du travail d'une force : = , l'angle à prendre en compte est l'angle entre et , et ce n'est pas ici.

Revoyez le travail de de A à B et de B à A, et tout ira bien.


Au revoir.

[ker]

D'accord, je comprends, donc

W(f) = (-f * OA) + (-f * AB ) + (-f * BA) + (-f * AC)
W(f) = -f * (OA + 2*AB + AC)

Comme les deux expressions sont différentes, du coup la force de frottement dépend du trajet utilisée et n'est pas conservatrice.

Correct ?

[norien]

Tout bon !!!

Au revoir

[A voir en vidéo sur Futura]

[ker]

Merci pour tout. Je vais vite revenir avec beaucoup de questions !!!