Exo de mécanique

[Koppnayw]

Bonjour.

J'ai une ponceuse à bande de masse M (voir images sur google) et on indique que dans le réfentiel de la ponceuse, la vitesse de la bande est V=400m/min. On cherche la force qu'un opérateur doit exercer sur le corps de la ponceuse pour la maintenir immobile et poncer le parquet. J'ai fait un bilan des forces et j'obtiens que la réaction normale N=Mg, et pour les forces horizontales : la force de l'utilisateur, la force de frottement (j'ai calculé le coefficient de frottement qui vaut f=0,25) et la force motrice. Je ne sais pas trop comment traduire la force motrice, ni la force de frottement d'ailleur comme si on est immobile je n'ai que T<fN=fMg avec les loi de Coulomb, mais pas d'égalité.

Merci de me venir en aide.

PS : On indique que la ponceuse à une puissance P=600W. Je ne sais pas si cela sert à cette question.
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
L’inégalité correspond à la force pour qu’il n’y ait pas de glisse avec la bande arrêtée.
Ici, la bande glisse et la force est bien égale à fMg, comme vous avez écrit.

Dans la vie réelle du bricoleur, le poids de la ponceuse est insuffisant pour bien poncer, alors il ajoute une composante verticale à la force qu’il exerce. Cette force vient s’ajouter à Mg. Ceci augmente la consommation de la ponceuse (pourquoi ?)
Au revoir.

[Koppnayw]

Merci pour votre réponse.

Je ne sais pas si vous avez bien compris le problème (ou alors c'est moi qui est mal compris). En fait, je crois que la ponceuse avance toute seule si on la lâche car la bande a une vitesse constante. Ici, pour que la ponceuse reste immobile, je recherche la composante horizontale de la force exercée par l'utilisateur. Pour cela je cherche à appliquer le PFD mais je ne sais pas comment écrire la force motrice qui permet à la bande d'avoir une vitesse V dans le référentiel de la ponceuse.

[Resartus]

Bonjour,
A partir du moment où l'opérateur exerce une force exactement opposée à celle du frottement, l'accélération de la ponceuse va être nulle (PFD), mais la vitesse peut être quelconque, (mais inférieure à V, pour qu'il y ait bien le frottement maximum calculé). Rien ne permet dans un tel schéma simplifié d'imposer une vitesse nulle
En pratique bien sûr, l'opérateur va constamment ajuster sa force pour la ramener à peu près à la même position

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dynamix]

Salut

pour les forces horizontales : la force de l'utilisateur, la force de frottement et la force motrice

Il n' y a que 2 interactions :
Ponceuse/Objet à poncer
Ponceuse/Utilisateur
Donc 2 forces externes sur la ponceuses .
La "force motrice" est une pure invention de ta part .
On peut parler de "force motrice" en tant que force interne à la ponceuse , mais dans ce cas elle n' intervient pas dans le PDF

[Koppnayw]

Merci de la réponse.

Mais la ponceuse avance toute seule, un peu comme une voiture. Il faut la stopper (bien qu'elle continue d'essayer d'avancer) donc exercer une force du même sens que la force de frottement, non ?
C'est étrange que l'exercice ne soit pas résoluble car il a été posé à un oral de Centrale. Peut être faut-il faire des hypothèses simplificatrices ?

[Koppnayw]

Salut Dynamix. Bien sûr j'invente cette force pour essayer de résoudre le problème car je ne vois pas comment faire autrement.

[Dynamix]

donc exercer une force du même sens que la force de frottement, non ?

Non , en sens inverse pour que la somme soit nulle .

C'est étrange que l'exercice ne soit pas résoluble

Un simple problème à 2 forces parfaitement résoluble à première vue .
Ajouter une force supplémentaire ne simplifie pas le problème .

Ceci dit , on a pas l' énoncé exact ...

[Koppnayw]

Voici l'énoncé exact.

[Koppnayw]

Avec le PFD, on voit qu'effectivement il faut exercer une force dans le sens opposé. Mais je trouve cela contre intuitif car imaginons une voiture roulant de gauche à droite. Son frottement est dirigé est vers la gauche et si on veut stopper la voiture, il ne faut pas exercer une force vers la droite mais vers la gauche. Je ne comprends pas très bien.

[Dynamix]

Mais je trouve cela contre intuitif .

On ne fait pas de la mécanique avec des intuitions .

[Koppnayw]

Merci déjà pour vos réponses.
Si on exerce une force de sens opposé à la force de frottement, on "pousse" la ponceuse, non ? Je ne comprends pas comment on peut l'immobiliser en la poussant.

[Dynamix]

Si on exerce une force de sens opposé à la force de frottement.

L' action ponceuse/parquet est vers l' arrière , mais l' action parquet/ponceuse est vers l' avant .

Cette force horizontale se calcule à partir de la puissance et de la vitesse d' avance .
De là tu remontes à la force verticale avec le coefficient de frottement .