Les Forces, 1ereS

[invited6c27078]

Bonjour,
J'aurais besoins d'une toute petite aide:
Un skieur descend une piste rectiligne inclinee a la vitesse v, sonsideree constante. Le skieur gardant une position fixe sur ses skis, il peut etre assimile a un solide en translation dont le centre d'inertie decrit une ligne de plus grande pente, la piste etant le plan incline faisant un angle "alpha" avec le plan horizontal. Le skieur et ses equipements ont une masse m. Durant cette descente, l'air exerce une action qui peut etre modelisee par une force F , ayant une droite d action parallele a la ligne de plus grande pente et opposee au deplacement. La piste n'exerce pas de frottement.
On etudiera le systeme S (skieur+equipement) dans le referentiel terrestre pendant sa descente.

1) Quel renseignement apporte : "La piste n'exerce pas de frottement."
2) Etablir la relation liant les forces agissant sur S.

1) La reaction du support R, est perpendiculaire au support.
2) Je ne vois pas ce que l'on doit trouve....

Merci d'avance
-----

[invite2f4d9e53]

Fais l'inventaire des forces exercées sur le système S puis écris le principe fondamental de la dynamique. Tu obtiens alors une relation vectorielle entre les forces, que tu peux projeter sur des axes convenablement choisis.
Tu devrais trouver avec ça!

[invited6c27078]

Salut,
Alors, j'ai un autre probleme:
Il y a bien 3 forces qui s'exerce sur le skieur?
Le poids P, l'air F, et la reaction du support R (qui est egale à P, et perpendiculaire au support) non?
Merci d'avance

[invite8218219c]

Je pense pas que R soit égal à P, R est en effet normal au support car on néglige les frottements, mais aprés avoir écrit la 2 eme loi de Newton il faut projeter sur suivant 2 axes et l'angle alpha intervient alors.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited6c27078]

Salut,
Mais si P est different de R, alors le skieur s'enfoncerait dans le sol non?

[invited927d23c]

Salut,

1) Comme tu le dit, tu sais qu'il n'y a que 3 forces, P, R et F.

2) Comme la vitesse est constante la somme des forces doit-être nulle.

Le skieur ne s'enfonce pas dans le sol, car la piste est inclinée, et il doit suivre la piste. La composante verticale de R doit être égale à P (car P est uniquement vertical), et alors il te reste encore une composante parallèle à la piste pour R.

[invited6c27078]

euh, je ne suis pas sur d'avoir bien compris:
La reaction du support R n'est pas perpendiculaire au support???
Comment la trouve t- on alors??
Merci d'0avance

[invite62415c82]

Bon, déja ton bilan des forces est bon:
P(vertical, vers le bas, en G, P=mg)
R(perpendiculaire au plan, vers en haut a droite(ou a gauche ca depend, en A(point de contact skis-plan), R)
et enfin F(Parrallèle au plan, vers le haut a gauche, en B, F)

Ensuite tu peux calculer P=mg.
Tu fais un système d'axes XX' YY'.
Moi j'ai pris pour YY' la direction de P( c'est pas tjs la bonne solution mais la c plus rapide).
Tu traces le vecteur P sur ton système d'axes. ensuite tu pars de l'extrémité de ton vecteur et tu traces le vecteur R, qui fait un angle alpha avec P. Puis tu traces F qui fais un angle alpha avec l'horizontale en debutant à l'origine, et tu t'arretes lorsque F et R se coupent. Là tu a tes trois vecteurs tracés.
C'est pas comme çà qu'il faut le rédiger sur une copie mais c'est pour que tu comprennes plus facilement (j'espere ).
Après, tout dépend de ce qui suit, mais tu peux calculer la valeur de tes vecteurs en les mesurant (en ayant pris une échelle au depart) ou bien en faisant un systeme d'axes (mais je pense que tu ne l'as pas encore fait)::

P+R+F=0 (en vecteurs)
P(0;-P)
R(Rsinalpha; Rcosalpha)
F(-Fcosalpha; Fsinalpha)

Sur XX':

0+Rsinaplha-Fcosaplha=0

Sur YY':

-P+Rcosalpha+Fsinalpha=0

[invited6c27078]

ok, merci par contre, on nous demmande:
expression literale permettant de calculer F en fonction de m,g, v(vitesse) et "alpha"
Quel est la formul?

[invite62415c82]

je ne suis pas sûr mais je dirai, en reprenant la formule sur YY', que F=(mg+Rcosalpha)/(sinalpha)
Mais je ne suis vraiment pas très sûr, faudrait que qqun d'autre me corrige ou me confirme

[invited927d23c]

Dans un repère normé (A,x,y), ou Ay est vertical orienté vers le haut et Ax est parallèle à la piste orienté dans le sens du déplacement (attention donc le repère n'est pas orthogonal). J'ai :

P(0 ; -mg)
R(m*g*sin(a) ; mg)
F(-m*g*sin(a) ; 0)

Et donc F=mg*sin(a)

La force ne dépend pas de la vitesse.