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Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles

Posté par
term S
21-02-08 à 11:43

Bonjour tout le monde!
J'ai un problème avec un exercice qui ne me permet pas de faire d'autres exercices qui sont du même type. Pouvez-vous m'aider svp?

Voici l'énoncé:
Une savonnette de masse m=100g est posée, sans vitesse initiale, sur un plan incliné mouillé. La savonnette se met en mouvement et glisse suivant la ligne de plus grande pente du plan, ligne qui forme avec l'horizontale un angle de 20°.
Le mouvement est filmé à l'aide d'une webcam. Le traitement informatique des données montre que la savonnette atteint une vitesse limite Vl= 0,40 m/s.



1. Dresser l'inventaire des forces extérieures exercées sur la savonnette. On admettra que le plan incliné exerce une force de frottement (vecteur)f opposée au mouvement et proportionnelle à la vitesse (vecteur)v telle que (vecteur)f= -k *(vecteur)v.

j'ai mis:
* Le poids P=mg
* La force de réaction du support R
* La force de frottement

2. Appliquer la deuxième loi de Newton à la savonnette. On utilisera un axe (Ox) parallèle au plan et orienté dans le sens du mouvement.

J'ai trouvé:
Rx + Px + fx = m * aGx
En projetant
O + mg*sin(20) - f = m * aGx

3.
a) Montrer que l'équation différentielle peut se mettre sous la forme  dVx/dt = g*sin(20)- (k/m)Vx(t).

Comme aGx= dVx/dt, f=k*v et en simplifiant par m, on obtient ce qui est demandé.

b) Calculer la valeur de k.

LA JE BLOQUE!

4. En admettant que k ne dépend pas de l'inclinaison du plan, comment évolue la vitesse limite quand l'inclinaison augmente?

JE N'Y ARRIVE PAS!


Merci beaucoup d'avance

Posté par
Samia-Agathe
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 13-04-09 à 09:58

Bonjour, j'ai actuellement le même exercice de Physique a faire et je suis bloqué au même endroit,

3° b) je ne vois pas comment trouvé la valeur de k puisque l'équation dVx/dt = g*sin(20)- (k/m)Vx(t) a deux inconnus a savoir k que l'on cherche mais aussi Dvx/dt.
Est ce que l'on doit résoudre une équation à 2 inconnue ou alors j'ai oublier une donnée qui donnerait la valeur de Dvx/dt ?

Sinon je pense avoir trouvé les autres questions

Si quelqu'un pourrait éclairer ma lanterne ça serait gentil de votre part.

Merci d'avance et bonne journée

Posté par
Marc35
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 13-04-09 à 15:04

Bonjour,
Il faut utiliser la vitesse limite donnée dans l'énoncé.
Quand la savonnette a atteint la vitesse limite, la vitesse est constante donc la somme des forces est nulle.
Donc :
f = k vl = m g
k = m g / vl

Posté par
Marc35
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 13-04-09 à 15:06

Désolé...J'en ai oublié un bout...
f = k vl = m g sin
k = m g sin / vl

Posté par
Marc35
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 13-04-09 à 15:09

Pour la 4
k vl = m g sin
vl = m g sin / k
Si augmente, sin augmente donc vl augmente.

Posté par
Samia-Agathe
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 14-04-09 à 08:08

Merci pour l'aide c'est gentil de ta part.
Je savais pas qu'il fallait utiliser la somme des forces = 0

Merci en tout cas, et bonne journée

Posté par
Marc35
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 14-04-09 à 10:17

Vitesse constante, ça implique toujours "somme des forces = 0" (1ère loi de Newton)

Posté par
Flo72
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 18-04-09 à 11:49

Bonjour, j'ai moi aussi le même exercice à faire que Term S et Samia-Agathe, et j'ai aussi un problème sur cet exercice.

Je sais que je vais passé pour un nul mais je comprend pas ce passage

Citation :
J'ai trouvé:
Rx + Px + fx = m * aGx
En projetant
O + mg*sin(20) - f = m * aGx


Je croyais que P= m*g, pourquoi ici p = m*g*sin ?
et R = 0 parce que le plan est sur le même axe que l'autre c'est bien ça ?

Merci d'avance a vous, et désolé de vous embetez avec mes problème de calculs.

Posté par
Marc35
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 19-04-09 à 00:28

En fait, la vraie relation est :
\vec{R}\,+\,\vec{P}\,+\,\vec{f}\,=\,m\,\vec{a}
Si on projette sur un axe x parallèle au plan incliné et sur un axe y perpendiculaire au plan incliné (comme d'habitude), on obtient :
P\,sin\alpha\,-\,f\,=\, m\,a_x
R\,-\,P\,cos\alpha\,=\,0
Le poids est projeté sur les deux axes et on obtient  m\,g\,sin\alpha  sur l'axe x et  -\,m\,g\,cos\alpha  sur l'axe y.
Si tu ne comprends pas, je te ferai un schéma...

Posté par
Jackburry
re : Plan incliné (physique) Forces et équations différentielles 08-06-14 à 17:07

Bonjour !

Je me permets de déterrer ce vieux topic car j'ai le même exercice est j'avoue être un peu perdu sur l'histoire des axes, des plans etc...

Est-il possible que l'un d'entre vous me fasse un schéma si ça ne vous dérange pas bien sûr ?
Je n'arrive pas à comprendre les relations à établir dans les questions 2 et 3.a) ...

Cordialement !

Merci de votre aide !



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