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Tir à la corde sur glace



  1. #1
    Karzaba

    Tir à la corde sur glace


    ------

    Bonjour,

    J'ai une question qui pourrait paraître triviale aux yeux de certains...

    Deux élèves de même masse m=50kg se trouvent à l'opposé sur la glace et tiennent une corde de 10m de long.
    L'élève A à gauche peut développer une force de 50N et l'élève à droite une force de 100N.

    Ma question : quel est l'élève qui subira la plus grande accélération lorsqu'il tireront sur la corde en même temps ?

    Car dans mon raisonnement quelque chose cloche 😅

    L'élève A tire avec une force de 50N vers la gauche et en réaction subit une force de 50N qui le fait déplacer vers la droite mais il est également tracté par les 100N de l'élève B ? Quelle est le montant de la force qui s'exerce sur A ?

    Même question pour l'élève B.

    Merci pour vos lumières 😁

    -----

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  4. #2
    XK150

    Re : Tir à la corde sur glace

    Salut ,

    Supposez qu'une des 2 personnes ne tire pas du tout : que se passerait il ?
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  5. #3
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Ah ben quand il y en a un seul qui tire ça ne me pose pas problème enfin je pense 🤔

    Si l'élève A tire avec une force de 50N et vu qu'il a la même masse que l'élève B, ils vont accélérer à l'identique et se retrouver au milieu en même temps ?

  6. #4
    XK150

    Re : Tir à la corde sur glace

    Donc , même en restant immobile , celui qui ne fait rien est soumis à une force ( puisqu'il se déplace ... ) .
    D'où vient cette force ? Quelle force lui est il appliquée ?
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

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  8. #5
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Si on considère l'élève B qui ne fait rien, il subit une force de traction de 50N qui est "transmise" par le biais de la corde ? La tension de la corde est donc de 50N ?

    Ok mais si l'élève B tire en même temps avec une force de 100N tandis que l'élève A tire avec une force de 50N, quel serait le bilan des forces sur l'élève A et l'élève B ?
    Dernière modification par Karzaba ; 15/10/2021 à 19h55.

  9. #6
    ornithology

    Re : Tir à la corde sur glace

    il y a une situation équivalente ou tout ca devient simple.
    on est en apesanteur dans un repere ou au départ les deux tireurs tiennent la corde tendue sans tirer.
    il existe sur la corde un point qui est le centre de gravité des deux (il peut etre ailleurs mais je simplifie)
    ce centre de gravité restera immobile quoi qu'ils fassent, tirer ou pas , de facon symétrique ou pas , saccadé ou pas.
    J'dis bonjour, merci gramint, et a béto

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  11. #7
    Resartus

    Re : Tir à la corde sur glace

    Bonjour,
    L'erreur de raisonnement initiale est l'hypothèse que les forces exercées de chaque coté de la corde puissent être différentes.
    Si la corde est sans masse et inextensible, et qu'on la tend, elle retransmet instantanement les tensions et les deux forces seront toujours exactement opposées

    Si la corde a une certaine masse lineique et elasticité, le calcul des mouvements respectifs quand l'un des participants commence à tirer sera plus compliqué
    (mais le centre de gravité global tireurs+corde restera bien sûr immobile)
    Dernière modification par Resartus ; 16/10/2021 à 10h35.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  12. #8
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Donc si je vous suis Resartus, il n'est pas possible que les 2 élèves exercent des forces différentes au même moment ? Ou j'interprète mal votre message ?

    Il n'est pas possible de calculer la tension de la corde avec 2 forces différentes appliquées à ses extrémités ?

  13. #9
    XK150

    Re : Tir à la corde sur glace

    La force appliquée à A et B est la même selon le principe de l'action et de la réaction , et elle vaut .... .
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  14. #10
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    La force appliquée à A et B est la même selon le principe de l'action et de la réaction , et elle vaut .... .
    Et bien j'aimerais bien le savoir �� car là je suis un peu perdu si je suis le message de Resartus.

    Pq si je mets un solide avec une certaine masse accroché au milieu de cette corde et que les 2 enfants tirent en même temps, ce solide accéléra vers B qui a la plus grande force non ? On aura sur le bilan des forces Tb - Ta = ma non?

  15. #11
    XK150

    Re : Tir à la corde sur glace

    Mauvaise analogie : ici A et B sont sur de la glace , sans frottement , comme ils seraient en apesanteur ...
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  16. #12
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Hmmm soit...

    Bon si la force appliquée à A et B selon la 3eme loi de Newton est la même, quelle est la valeur de cette force ? Je rame dans la semoule et ne vois pas du tout si je pars du postulat que les 2 élèves tirent avec une force différente 🤔

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  18. #13
    Resartus

    Re : Tir à la corde sur glace

    Bonjour,
    soit le plus faible qui ne peut "tirer" que 50 N, peut résister à la force maximale exercée par le plus fort et c'est celle-là qui va s'appliquer
    Soit il laisse glisser la corde, en la retenant au maximum de ses capacités. Dans ce cas de figure, la force entre les deux sera cette résistance maximale, et la distance entre les deux diminuera alors moins vite que dans le premier cas, car la quantité embobinée par le "fort" sera partiellement compensée par la partie lachée par l'autre
    Dernière modification par Resartus ; 16/10/2021 à 14h30.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  19. #14
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Donc si l'élève A peut "résister" à la force de 100N de l'élève B c'est cette force qui s'appliquera aux 2 extrémités de la corde ?

    Si je me place sur le sol finalement avec ces 2 élèves ce n'est que la force de réaction du sol qui explique pourquoi l'un va gagner donc ?

    Ce que je ne comprends pas, c'est que quand on étudie un solide attaché par une corde et tiré à ses 2 extrémités, lors de l'accélération de celui-ci, il faut forcément que la tension d'un côté soit inférieure à la tension de l'autre pour expliquer cette accélération ?

  20. #15
    XK150

    Re : Tir à la corde sur glace

    Il n'y a pas de sol , il n'est pas question de laisser glisser la corde .

    Donc , je complète mon message 9 et j'arrête sans prétendre avoir raison :

    Dans le cas de l'exercice ( glace ou apesanteur ) , la force appliquée à A est la même que celle appliquée à B ( principe de l'action et de la réaction ) et elle vaut 150 N .
    Comme les masses A et B sont identiques , ils s'avancent l'un vers l'autre avec la même accélération .

    Ce serait exactement le même principe si un seul tirait : on a vu , que même si un seul tire , les 2 se mettent en mouvement .
    Dernière modification par XK150 ; 16/10/2021 à 15h55.
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  21. #16
    Resartus

    Re : Tir à la corde sur glace

    Bonjour,
    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    elle vaut 150 N .
    Comme les masses A et B sont identiques , ils s'avancent l'un vers l'autre avec la même accélération .
    Heu non, cela ne s'additionne pas. 100N (ou 50) est la forcee maximales qu'essayent d'exercer les deux tireurs. Mais, comme indiqué dans mon message précédent, dès que les 100N (ou 50 s'il le plus faible est obligé de laisser filer sa corde) est atteint, la force ne peut plus augmenter.
    Et les deux tireurs vont se rapprocher, sous l'effet de cette force constante, avec des accélérations opposées et exactement égales à F/m

    Dans le tir à la corde sur sol, c'est la même chose :la tension maximale de la corde n'est toujours que que 100 ou 50, mais la différence est que le sol permet au fort de rester en position. Le faible va soit lacher de la corde, soit être entrainé, mais en accélérer moins vite que dans le cas sur glace, car il est soumis, outre la force de traction, à un certain freinage dynaùque de son propre sol
    Dernière modification par Resartus ; 16/10/2021 à 17h14.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  22. #17
    ornithology

    Re : Tir à la corde sur glace

    Si vous avez trouvé une methode pour qu'un systeme puisse faire se déplacet son centre de gravité immobile au départ en apesenteur déposez un brevet et bravo pour les prix Nobel de physique de chimie et d'économie.
    J'dis bonjour, merci gramint, et a béto

  23. #18
    coussin

    Re : Tir à la corde sur glace

    Citation Envoyé par ornithology Voir le message
    Si vous avez trouvé une methode pour qu'un systeme puisse faire se déplacet son centre de gravité immobile au départ en apesenteur déposez un brevet et bravo pour les prix Nobel de physique de chimie et d'économie.
    C'est une fusée...

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  25. #19
    ornithology

    Re : Tir à la corde sur glace

    une fusée démarrant dans l'espace (pas sur terre ou les gaz heurtent le sol et dégagent de la chaleur)
    Dernière modification par ornithology ; 16/10/2021 à 19h42.
    J'dis bonjour, merci gramint, et a béto

  26. #20
    gts2

    Re : Tir à la corde sur glace

    Citation Envoyé par ornithology Voir le message
    une fusée démarrant dans l'espace (pas sur terre ou les gaz heurtent le sol et dégagent de la chaleur)
    Qu'est ce que cela change ?

  27. #21
    coussin

    Re : Tir à la corde sur glace

    Argument favori des "flat-earthers" : une fusée ne peut pas fonctionner dans le vide car il n'y a rien pour pousser contre!

  28. #22
    ornithology

    Re : Tir à la corde sur glace

    Principe de Newton:
    Dans un référentiel galiléen, le vecteur vitesse du centre d'inertie d'un système est constant si et seulement si la somme des vecteurs forces qui s'exercent sur le système est un vecteur nul.

    dans un post précédent il fallait lire : si un systeme peut déplacer son centre de gravité......
    Dernière modification par ornithology ; 16/10/2021 à 22h18.
    J'dis bonjour, merci gramint, et a béto

  29. #23
    XK150

    Re : Tir à la corde sur glace

    Je complète mon message 15 ( ce n'est pas une correction ) :

    Dans le cas de l'exercice ( glace ou apesanteur ) , la force appliquée à A est la même que celle appliquée à B ( principe de l'action et de la réaction ) et elle vaut 150 N .
    Comme les masses A et B sont identiques , ils s'avancent l'un vers l'autre avec la même accélération , et se rencontrent à mi-distance au CM initial de l'ensemble .

    Si les masses A et B étaient différentes , les accélérations seraient différentes ( la masse la plus faible ayant la plus grande accélération ) et le point de rencontre serait toujours
    au CM initial de l'ensemble ( qui n'est plus situé à mi-distance ) .
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  30. #24
    gts2

    Re : Tir à la corde sur glace

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Dans le cas de l'exercice ( glace ou apesanteur ), la force appliquée à A est la même que celle appliquée à B ( principe de l'action et de la réaction ) et elle vaut 150 N.
    Pourriez-vous préciser comment vous obtenez ce 150 N : un schéma ?

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Ils s'avancent l'un vers l'autre avec la même accélération, et se rencontrent à mi-distance au CM initial de l'ensemble.
    Si les deux tiennent la corde serrée entre leur main, la distance AB est constante.

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  32. #25
    ornithology

    Re : Tir à la corde sur glace

    c'est une corde pas une poutre.
    tu veux dire serré dans la main ou que la corde est tendue?
    J'dis bonjour, merci gramint, et a béto

  33. #26
    gts2

    Re : Tir à la corde sur glace

    Si on tient serré une corde et que la corde est tendue, AB=constante.
    Si la corde n'est plus tendue, la force s'annule.

  34. #27
    Karzaba

    Re : Tir à la corde sur glace

    Bonjour à tous, j'ai lu tous vos post et donc il y a divergence entre XK150 pour qui la force totale serait de 150N et Resartus pour qui elle serait de 100N si l'élève A était capable de "résister".

    Si je me plaçais sur le sol classiquement et qu'un solide était attaché au centre de cette corde et mes 2 élèves tirent avec leurs forces respectives. Si on étudie le solide et pour expliquer son accélération, il faudrait bien que la tension d'un côté soit supérieure à l'autre, tension qui serait égale lorsque la vitesse serait constante, est-ce juste où me trompe je ?

  35. #28
    ornithology

    Re : Tir à la corde sur glace

    tout a fait et dans les deux cas le principe de Newton est vrai.
    mais ca n'implique pas que dans le tir a la corde il ne va pas y avoir un vainqueur.
    dans ce jeu ,es tireurs n'ont pas l'obligation de tirer en un poin précis de leur corde.
    ils peuvent tenir la corde en un point avec une main et de l'autre comencer a tirer en un autre point devan ce qui va diminuer la longueur de la corde tendue.
    si dans l'espace un astronaute fait une sortie spatiale avec un cordon de sécurité il serait pal barré si en bout de course il ne pouvait pas tirer dessus pour rentrer a la station!
    J'dis bonjour, merci gramint, et a béto

  36. #29
    Resartus

    Re : Tir à la corde sur glace

    Bonjour,

    Qui aurait cru que ce problème susciterait tant d'incompréhensions ..

    @gts2 : On est dans l'hypothèse sol glacé. Donc si la corde restait fixe, dès les premières microsecondes, les deux tireurs se rapprocheraient et la force deviendrait nulle.

    Pour essayer de maintenir une force constante à 100N, le tireur le plus costaud doit embobiner au fur et à mesure.
    Et le tireur le plus faible soit peut retenir la corde fixe (ce qui suppose qu'il peut résister à ces 100 N), soit, s'il ne peut résister, la laisser filer entre ses mains en maintenant une tension égale à 50 N*. Et dans ce second cas, le tireur fort ne pourra pas augmenter la tension au dela de ces 50 N. Il ne peut en aucun cas y avoir addition

    Au total, que ce soit avec 100 N ou avec 50N, les deux tireurs vont se rapprochent de plus en plus vite (avec une accélération constante égale à F/m)
    jusqu'au moment où il se percuteront au centre de gravité,

    *Et s'il n'y a plus de corde à filer, il lache tout et le problème s'arrête
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  37. #30
    Resartus

    Re : Tir à la corde sur glace

    Bonjour,
    @Karsaba : Le cas où il y a une lourde masse entre les deux tireurs est très différent, car là, les tensions de chaque coté peuvent être différentes, et la différence va donner une accélération à cette masse. Mais dans ce cas également, comme la masse va se déplacer du coté du tireur le plus fort, il faut qu'il rembobine pour maintenir sa tension

    Ce sera également possible dans le cas où la corde a une certaine masse linéique. La tension va alors décroitre le long de la corde
    Dernière modification par Resartus ; 17/10/2021 à 10h36.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

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