Exercice de Physique : Travail , Puissance , Energie

Posté par vanja (invité)

Bonjour,c'est encore moi et mes exercices à moitié fini Merci beaucoup d'avance pour votre aide!
Calculez le travail qu'il faut fournir pour déplacer 50kg de bois dans les situations suivantes:
a)soulever le bois de 5m ;
b)déplacer le bois horizontalement d'une distance équivalente en supposant que le coefficient de frottement vaut Kf=0,5 ;
c)déplacer le bois d'une distance de 50m sur un plan incliné de telle sorte qu'il s'élève de 5m ; le coefficient de frottement reste le meme.

Donc voilà ce que j'ai fais :
a) W=?
   W=m.g.h
   Données: m= 50kg ; h= 5m g= 10m/s²(indiquée dans le livre)
   Résolution: W= 50kg.10m/s².5m = 2500 Joules
b)W=?  
  F=m.a
  a=? a= -f.g ==> a= -0,5.10m/s² = -5m/s²
  F=50kg.-5m/s² = 250N
  Donc, W= F.e ==> W= 250N.5 = 1250 Joules
  
  Mais ce que je ne comprends pas c'est pourquoi W=1250J et pas1250J         puisque a= -5m/s²
c)Et finalement le (c) j'ai aucune idée que faire...

*** message déplacé ***

Posté par vanja (invité)

Bonjour,c'est encore moi et mes exercices à moitié fini  Merci beaucoup d'avance pour votre aide!
Calculez le travail qu'il faut fournir pour déplacer 50kg de bois dans les situations suivantes:
a)soulever le bois de 5m ;
b)déplacer le bois horizontalement d'une distance équivalente en supposant que le coefficient de frottement vaut Kf=0,5 ;
c)déplacer le bois d'une distance de 50m sur un plan incliné de telle sorte qu'il s'élève de 5m ; le coefficient de frottement reste le meme.

Donc voilà ce que j'ai fais :
a) W=?
   W=m.g.h
   Données: m= 50kg ; h= 5m g= 10m/s²(indiquée dans le livre)
   Résolution: W= 50kg.10m/s².5m = 2500 Joules
b)W=?  
  F=m.a
  a=? a= -f.g ==> a= -0,5.10m/s² = -5m/s²
  F=50kg.-5m/s² = 250N
  Donc, W= F.e ==> W= 250N.5 = 1250 Joules
  
  Mais ce que je ne comprends pas c'est pourquoi W=1250J et pas1250J         puisque a= -5m/s²
c)Et finalement le (c) j'ai aucune idée que faire...

Posté par vanja (invité)

Sorry il y a une erreur dans la phrase : c'est purquoi W= -1250J ....

Posté par jamo jamo

Nouvel exercice ==> Nouveau topic

*** message déplacé ***

Posté par vanja (invité)

Oui je me suis trompée de window j'ai fais un nouveau topic

*** message déplacé ***

Posté par Coll Coll

Bonjour,

Le bois ne se déplacera pas tout seul dans aucun des trois cas ; donc dans chacun des trois cas il faudra fournir du travail ; donc pour les trois cas le travail fourni sera positif.

D'accord avec ta résolution de la question a
cependant ne mets pas les unités dans le calcul ; je te conseille d'écrire :
W = m . g . h
avec les unités suivantes :
J = kg . m.s^-2 . m

et donc application numérique :
W = 50 * 10 * 5 = 2 500 joules (ou 2 500 J)

Je ne comprends pas ta résolution de la question b (même si le résultat numérique est finalement correct). Peux-tu expliquer ton calcul ?

Posté par vanja (invité)

Bonjour Coll, donc le (b)...Bein comme ils me donnent un coefficient je pensais utiliser la formule qu'ils me donnent dans le livre:    
Ff=-f.m.g=m.a ==> a= -f.g
Car si je trouve F,je peux calculer W , qui est égale à W=F.e
donc j'ai le coefficient K=-0,5 ; m=50kg et g=10m/s²
et pour trouver F=m.a il me manque a Et ils me disent que a= -f.g
Alors: D'abord je calcule a= -0,5.10=-5m/s²
       Ensuite comme j'ai trouvé a je peux calculer F : F=50.-5=-250N
       Et finalement comme j'ai trouvé F et je connais l'espace e=5m je peux  calculer le travail W=F.e ==> W=250.5=1250J
Ce que je me demandais c'est pourquoi W= 1250J et pas W= -1250J car accélération = -5m/s² Est ce parce'que le Travail n'est jamais négatif?
  

Posté par vanja (invité)

comme je sais pas trop bien expliquer ,je ne sais pas si vous avez compris...

Posté par Coll Coll

Très intéressante réponse !

Je te conseille de bien "ruminer" les formules pour bien comprendre ce que tu fais. C'est ainsi (avec la réflexion sur les unités qui se fait en même temps que ce travail de compréhension des "formules") que tu feras, je te le promets, des progrès rapides en physique. Fais-moi confiance

Ce que dit ta "formule" Ff = -K.m.g
c'est que la force de frottement est
. opposée au déplacement (c'est le signe moins)
. proportionnelle au poids : le coefficient de proportionnalité est K
. le poids est m.g

Donc dans un déplacement d'une quantité d le travail de cette force de frottement sera un travail résistant ; pour "contrer" ce travail résistant (traditionnellement compté comme négatif) il faudra un travail moteur (traditionnellement compté comme positif)

masse du bois : m = 50 kg
poids du bois : P = m . g = 50 * 10 = 500 N
coefficient de frottement K = 0,5
norme de la force de frottement = K . P = 0,5 * 500 = 250 N
déplacement d = 5 m
travail de la force de frottement quand son point d'application se déplace de la distance d :
= - 250 * 5 = -1 250 J
travail à fournir pour s'opposer aux forces de frottement : + 1 250 J

Je pense que tu vois qu'il n'est pas question d'accélération dans cette réponse...

Posté par vanja (invité)

Oui je vois...Merci bien!C'est un peu étonnant que meme en trouvant l'acceleration on peut trouver la meme reponse  :§ Brèf,donc lorsque j'ai un exercice pareil j'utilise les formules que vous m'avais donné?Et je procède de la meme manière que vous?

Posté par Coll Coll

Tu as raison de poser ces questions. Et je souhaite que tu comprennes, donc n'hésite surtout pas !

Je peux écrire le travail résistant de la force de frottement comme :

W = -K . m . g . d

Cette relation peut se lire ainsi :
W = - [ K . (m . g)] . d
La force d'intensité K . (m .g) se déplace de la distance d ; les directions de la force et du déplacement sont les mêmes mais les sens sont opposés, d'où le signe moins.
L'intensité de la force est proportionnelle au poids (m .g) du bois à déplacer ; le coefficient de proportionnalité étant K

Ta lecture est :
W = -(K . g) . m . d
K, coefficient
g : accélération de la pesanteur
K . g : nouvelle accélération

Bien sûr les résultats numériques seront les mêmes. Mais "physiquement" pourquoi t'intéresses-tu à une accélération ? L'énoncé ne te parle pas de vitesse, ni de temps pour ce travail ; tu n'as pas besoin de chercher une accélération. D'accord ?

J'insiste parce que si tu comprends la réalité physique qu'il y a derrière les équations, tout va s'éclairer pour toi. Et, pour aujourd'hui, tu vas comprendre comment faire la troisième question... qui demande justement de penser "physiquement". O.K. ?

Posté par vanja (invité)

Oui c'est plus clair maintenant et je me demandais justement pourquoi il faut calculer l'acceleration s'ils nous parlent pas de la vitesse hehe...Et la troisieme question c'est completement une énigme pour moi...En effet je reussis à faire la plupart des exercices toute seule mais il me reste quelques'uns dont tout ce que je peux faire c'est les regarder toute la journée

Posté par Coll Coll

Troisième question :

Une force travaille si son point d'application se déplace.
Si la force (d'intensité F) et le déplacement(de valeur c) (qui sont représentés tous les deux par des vecteurs : connaître leur "norme" ou "intensité" ou "valeur" ne suffit pas, il faut aussi connaître pour bien les caractériser leur direction et leur sens) ont même direction et même sens on dit que la force est motrice et le travail moteur est W = F.d

Si la force et le déplacement ont même direction et sont de sens opposés (typique de ce qui se passe pour une force de frottement) on dit que la force est résistante et le travail résistant est W = -F.d

Tu as vu que le travail de la pesanteur (ou le travail contre la pesanteur) ne dépend pas du chemin parcouru mais seulement de la différence d'altitude entre le départ et l'arrivée h

C'est ce que tu as utilisé à la première question. On ne dit pas, et on n'a pas besoin de le dire, que l'élévation du bois est vertical par exemple.

La troisième question ressemble à la première pour cet aspect : le bois est élevé de 5 mètres. Donc le travail à fournir contre la pesanteur est facile à calculer...

La troisième question ressemble aussi à la seconde pour la question du frottement : mais cette fois-ci la force de frottement ne va travailler (freiner) seulement sur 5 mètres mais sur 50 mètres !

Donc quel travail faut-il fournir pour lever de 5 mètres sur ce plan incliné de 50 mètres de long avec les frottements contre lesquels il faut "travailler" ?

Posté par Coll Coll

... le déplacement (de valeur d) (qui sont...

Posté par vanja (invité)

Sorry mais je suis un peu perdue... Je tiens ce livre dans mes mains depuis ce matin et ma concentration n'est pas au top...

Posté par vanja (invité)

Est ce que je dois trouver d'abord delta h et puis Ff et finalement je peux trouver le travail

Posté par vanja (invité)

Ok je pense savoir comment il faut faire si je trouve la reponse correcte ou presque hehe je vous tiendrez au courant pour la verifier...Merci beacoup Coll

Posté par vanja (invité)

Ok,je trouve une reponse qui aupparamment selon le livre est correcte parcontre je doute que ma resolution l'est aussi...On verra...

Voilà ma résolution pour la troisième question :
Puisqu'ils me donnent e=50m ; h=5m et ils me disent que k est le même que dans l'exercice (b) j'ai d'abord calculé grace à la formule que vous m'avez donné : W= -k.m.g.e , le travail avec l'espace qui est de 50m
       Donc : W= -0,5.50.10.50 = -12500J ==>W=12500J
Ensuite,j'ai calculé  le travail avec la hauteur qu'ils nous donnent h=5m
Alors : W=mgh ==> W=50.10.5=2500J
Finalement j'ai additionné les deux travaux W1 et W2 W=12500+2500=15000J
Je ne sais pas si cet développement pourrais etre juste mais je ne trouve pas d'autre solution

Posté par Coll Coll



Je suis content pour toi ! Pas seulement parce que tu as le bon résultat (ce n'est pas le plus important) mais parce que tu as le bon raisonnement "physique" : c'est cela le plus important !

Oui il faut fournir un travail qui :
. d'une part s'oppose au travail du poids W_p = -m . g . h
(même valeur que pour la première question)
. d'autre part s'oppose au travail des forces de frottement qui, sur une distance de 50 m, travaillent 10 fois que sur une longueur de 5 m ; donc valeur numérique 10 fois celle de la deuxième question

Il faut fournir un travail de 2 500 + 12 500 = 15 000 joules

Bravo !

Posté par vanja (invité)

Ohh que je suis contente!!!
Merci beacoup Coll c'est grace à toi que j'ai reussie à le faire.Mon prof m'avait jamais donné ces formules c'est pas étonnant que toutes les classes qui l'ont comme professeur ont une deuxieme session et là c'est de toute l'ecole que je parle hehe...Merci encore!!!Je crois que maintenant,comme il me reste que Puissance,Travail,Energie et j'ai presque tout fais et bien sur la fameuse Optique ,je vais prendre une petite pause et je reviendrais demain avec mes exercices à moitié fini

Posté par Coll Coll

Je t'en prie
A une prochaine fois !

Posté par vanja (invité)

A la prochaine