skieur montée

[patrick34200]

Bonjour j'ai un exo Qui me pose certains soucis pourriez vous m'aider
Le skieur (80 kg) veut faire la piste qui a pour longueur totale L= 1km. Pour la monter, il s’accroche à un câble parallèle à la ligne de plus grande pente qui exerce sur lui une forceF de module constant. L’axe Ox est dirigé selon la pente ascendante, l’axe Oy perpendiculaire à Ox est
dirigé vers le haut.
a. Faire un bilan des forces agissant sur le skieur. Représenter ces forces sur un schéma et
donner leurs composantes dans la base ex ,e ( y ).
b. Sachant que le skieur remonte la pente à vitesse constante v = 1 m.s-1
, utiliser le principe fondamental de la dynamique pour calculer le module de la force F
c. Calculer le travail de la force F entre le bas et le haut de la pente.
d. Calculer la variation d’énergie potentielle du skieur entre le bas et le haut de la pente.
e. Pourquoi le travail de la force F est-il égal à la variation d’énergie potentielle du skieur ?
A) jai listé la force de frottement tangentiel ( -CT , 0 ) , le poids ( -mgsin(alpha); -mgcos(alpha ) , la force F ( 0, F) et la force de frottement normale (0 , CN)
B ) c'est là que je commence à bloquer , vitesse constante donc accelération nulle , selon (ey) on a F = mgcos(alpha) - CN mais je n'ai pas de valeur de cn , j'ai fait le calcul sans et ait obtenu 679 N
C) la vitesse est constante donc la variation d'énergie cinétique est nulle W(F) = F x AB = 679 x 1000 = 679 x 10^3 J
D ) soit A le point de départ et B le point d'arrivée mgza= 80 x 9,81 x0 = 0 J mgzb = 80x 9,81 x 1000 = 784,8 x 10^3 J
e)
Voilà je ne vois pas pourquoi le travail de ma force F est différent de la variation d'énergie potentielle pourriez vous m'aider svp
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[antek]

Pour répondre un schéma noté faciliterait la tache.

[jacknicklaus]

A) jai listé la force de frottement tangentiel ( -CT , 0 ) , le poids ( -mgsin(alpha); -mgcos(alpha ) , la force F ( 0, F) et la force de frottement normale (0 , CN)

Sur ce genre d'exercice il faut négliger les frottements ne t'embarrassasse pas avec celà, d'ailleurs on ne te donne aucune donnée pour en tenir compte. En revanche, il manque une force très importante : la piste exerce une force de réaction sur le skieur. Enfin, es-tu certain de ta force F ? Elle est perpendiculaire à la piste selon toi ?

B ) c'est là que je commence à bloquer , vitesse constante donc accelération nulle , selon (ey) on a F = mgcos(alpha) - CN mais je n'ai pas de valeur de cn , j'ai fait le calcul sans et ait obtenu 679 N

c'est faux. cf ma remarque plus haut. physiquement, il faut toujours vérifier les cas extrêmes. Avec une piste sans pente (alpha = 0) aucune force n'est nécessaire quelque soit le poids du skieur : F = 0. Avec ton calcul, la force est maximale F = mg, un truc qui cloche !

C) la vitesse est constante donc la variation d'énergie cinétique est nulle W(F) = F x AB = 679 x 1000 = 679 x 10^3 J

mais que vient faire l’énergie cinétique ici ? on a seulement le travail est W = F.L, car F et le déplacement sont colinéaires. (Attention, je te laisse préciser les signes.)

D ) soit A le point de départ et B le point d'arrivée mgza= 80 x 9,81 x0 = 0 J mgzb = 80x 9,81 x 1000 = 784,8 x 10^3 J
e)
Voilà je ne vois pas pourquoi le travail de ma force F est différent de la variation d'énergie potentielle pourriez vous m'aider svp

Non, c'est bien égal. En corrigeant les erreurs signalées, tu va retomber sur tes pattes. D'un côté W = F.L = m.g.sin(alpha).L, de l'autre la variation d'énergie potentielle Ep = m.g.h = m.g.L.sin(alpha).
Attention, je te laisse préciser les signes.

[patrick34200]

Bonjour merci de vos réponses oui j'ai oublié de préciser qu'il y avait un angle de 30° entre la montée et le sol.B)Si je considère uniquement la force F et le poids j'obtiens un module égal à 392,4N car F a une composante uniquement suivant l'axe 0x
C) Vous avez raison la force est parallèle car si elle est perpendiculaire au mouvement, son travail est nul W(F) = F x L = 392,4 x 1 = 392,4 J (car L et F sont dans le même sens donc signes positif?)
D) Energie potetielle nulle en A et égale à mgL(sin(alpha)) EN b ce qui donne également 392,4 J
E ) elles sont égale car il n'y a pas eu de travail de forces non conservatives
les modifications apportées sont-elles juste ?

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Bonjour,

Tu as fait plusieurs erreurs

A) Tu écris : la force F ( 0, F) et la force de frottement normale (0 , CN) ??????

La force F est parallèle à la ligne de plus grande pente ... qui est aussi la ligne sur laquelle se déplace le skieur
Et l'énoncé précise que "L’axe Ox est dirigé selon la pente ascendante,"

On n'a donc pas Force F(0,F) mais bien Force F(F,0)

Tu écris "la force de frottement normale (0 , CN)" ????

La force de frottement s'oppose au mouvement et est donc suivant l'axe des abscisses mais de sens "vers le bas" ...

Et qui plus est, comme l'énoncé est écrit, les forces de frottement sont à négliger (ce n'est peut-être pas très réaliste ... mais c'est ainsi que l'énoncé est donné)

Après avoir tenu compte de ce que j'ai écrit ... corrige ce que tu as fait.