Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso
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Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso



  1. #1
    inviteef342e98

    Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso


    ------

    Bonsoir
    je ne comprends pas la reponse de cette question, je connais ma formule sur la force de rappel F= -kx ex
    mais je ne comprends pas leur demarche ?
    Merci de votre aide

    On considère deux ressorts identiques, de raideur k, de longueur au repos L0. Ils sont fixés comme l'indique la figure ci-dessus, les points A(-a,0) et B(a,0) sont fixes et le point M(x,0) est mobile sur l'axe porté par ex,sans frottements. A l'équilibre, le point M est confondu avec le point O.



    La force s'exerçant sur la masse placée en M est donnée par:

    Veuillez choisir une réponse :
    a. F= -k(2x+a)ex
    b. F= -k(2x-a)ex
    c. F= -k(x+2a)ex
    d. F= -2kxex
    e. F= -2k(x-L0)ex
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  2. #2
    phys4

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    D'après l'énoncé le montage est symétrique, et lorsque M est en O alors x = 0 et la force est nulle.

    Il n'y a donc qu'une seule réponse possible.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  3. #3
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Elodie1506 Voir le message
    je ne comprends pas la reponse de cette question, je connais ma formule sur la force de rappel F= -kx ex
    Attention, cette relation n'est pas valable dans tous les cas, il s'agit d'un cas particulier.
    Connaissez-vous l'expression générale de la force de rappel d'un ressort ?


    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  4. #4
    invite6dffde4c

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    D'après l'énoncé le montage est symétrique, et lorsque M est en O alors x = 0 et la force est nulle.

    Il n'y a donc qu'une seule réponse possible.
    Bonjour Phys4.
    Je suis d’accord avec votre raisonnement.
    Mais je ne pense pas qu’il soit le meilleur pour un débutant.
    D’abord il est presque uniquement mathématique (une seule des formules répond aux conditions).
    Je pense que dans son cas il serait plus formateur qu’il calcule la force exercée par chacun des ressorts.
    (En tenant compte des déformations et des directions).
    Au revoir.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    bonjour
    merci pour vos reponses
    oui je connais la formule F= -k(lt-lr)
    où lr est la longueur au repos

  7. #6
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    mais ensuite je ne sais pas quoi faire..

  8. #7
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Re,

    Citation Envoyé par Elodie1506 Voir le message
    oui je connais la formule F= -k(lt-lr)
    La formule n'est pas tout, il faut dire sur quoi s'exerce la force et dans quel sens... Autrement dit, il faut un schéma avec la formule.
    C'est de là que viennent toutes les erreurs qu'on peut faire dans les exercices avec ressorts.

    @+
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  9. #8
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    ok donc jai mes forces P= mg et la force de rappel F= -k(lt-lo)
    je regarde l axe des ex, il n'y a que la force de rappel donc
    Dapres le PFD: -k(lt-lo) = 0 .......? Et puis je bloque apres ?..

  10. #9
    phys4

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Il faut remplacer par les valeurs, donc bien assimiler le schéma :

    du coté A le ressort aura une longueur réelle x+a donc force FA = -k(x+a - l0)
    du coté B le ressort a la longueur a-x donc force FB = k(a - x - l0)
    pour B la cordonnée ressort est compté en sens inverse donc la force de rappel est inversée.

    il ne reste plus qu'à faire l'addition.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  11. #10
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    merci mais je ne coprends pas ourquoi quand la masse va du coté de A , alors lt= x+a ? et vice versa pour coté B

  12. #11
    phys4

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    La coordonnée du point A c'est -a, pour un point d’abscisse x alors sa distance vaut x + a

    De même B est en +a, donc la distance c'est a - x

    Si ce n'est pas clair, représentez les points sur un axe.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  13. #12
    invitef29758b5

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Salut
    Citation Envoyé par Elodie1506 Voir le message
    Dapres le PFD: -k(lt-lo) = 0 .......?
    D comme dynamique !
    Ton équation correspond au cas particulier de la statique .

  14. #13
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    oui je sais que ce nest pas dynamique mais comme je ne sais pas la difference entre les 2

  15. #14
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    @phs4, ja beau me representer les distances avec
    la distance de 0 a A= a et
    de 0 à B= a et les points d abscisses, je ne comprends toujours pas pourquoi x-a et x+a
    car pour moi, jimagine x dans espace entre 0 et B par exemple, la distance parcourue sera la distance a moins la distance parcourue par la masse ?! soit x a la distance a-x quand x se deplace vers B
    non??

  16. #15
    phys4

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Le déplacement de la masse c'est bien x, comme B est devant à la distance a, la distance MB diminus comme ceci :
    Citation Envoyé par Elodie1506 Voir le message
    car pour moi, jimagine x dans espace entre 0 et B par exemple, la distance parcourue sera la distance a moins la distance parcourue par la masse ?! soit x a la distance a-x quand x se deplace vers B
    non??
    Là c'est correct,
    est qu'en est il pour A qui se trouve derrière à la distance a au départ ?
    Comprendre c'est être capable de faire.

  17. #16
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    c'esta dire? votre question c'est quen est il de la position de x quand x se deplace vers A ?

  18. #17
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    dans ce cas le point x sera a la distance totale a, moins la distance qu'il a parcouru depuis son point d equilibre, donc moins x (je serai tentée de mettre moins -x mais enfait c'est une distance donc la distance parcourue par x en allant vers A est positive n'est ce pas?elle reste x tout court? meme si on se deplace vers les negatifs?)
    merci

  19. #18
    phys4

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Il vaut mieux faire le raisonnement avec x positif c'est plus simple, mais si vous y tenez :

    Nous prenons un déplacement vers A, donc un déplacement (-x)
    ensuite nous le retranchons à la distance a soit
    l = a - (-x) = a + x
    ce qui donne bien le résultat.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  20. #19
    inviteef342e98

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    daccord et pour le deplacement vers A ce sera a - ( - (x) )
    Donc meme si c'est une distance parcourue on met un moins ? mais une distance est toujours positive non?

    et donc je termine, F= -k(lt-lo) (B) + k(lt-lo) (A) [on est d accord: ma force de rappel est F= k(lt - lo) vers A et -k(lt-lo) vers B, car vers A le x sera negatif donc on aura -k(-x) soit k(x) ? ]

    et donc F= - k(a-x -0) + k(a+x - 0)
    F=-ka +kx +ka +kx = +2kx

  21. #20
    phys4

    Re : Determiner la force de rappel s'exercant sur la masse d'un systeme oscilation masse rersso

    Citation Envoyé par Elodie1506 Voir le message
    daccord et pour le deplacement vers A ce sera a - ( - (x) )
    Donc meme si c'est une distance parcourue on met un moins ? mais une distance est toujours positive non?
    Ici x n'est pas une distance mais une coordonnée, il faut respecter le signe conformément à la convention utilisée pour les autres coordonnées.

    Citation Envoyé par Elodie1506 Voir le message
    et donc je termine, F= -k(lt-lo) (B) + k(lt-lo) (A) [on est d accord: ma force de rappel est F= k(lt - lo) vers A et -k(lt-lo) vers B, car vers A le x sera negatif donc on aura -k(-x) soit k(x) ? ]
    Pour retrouver le bon signe à la fin, il faut mettre les forces dans le sens de la coordonnée x, et comme elles s'opposeront au déplacement x, il faut que les termes en x apparaissent avec un coefficient négatif.
    Par exemple pour le ressort A, x positif produit un allongement du ressort et une force vers A donc dans le sens négatif.
    Pour B , un allongement (accroissement de (lt - lo) ) produit une force vers B donc sens positif pour ce terme, ce qui redonne un coefficient négatif pour x.
    Comprendre c'est être capable de faire.

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