Bonjour, pouvez-vous m'aider pour cet exercice en dm car mon prof a juste fait la leçon sans explication.
Une voiture est à l'arrêt dans une pente de 20% ; le frein à main actionné agit sur les roues avant, les roues arrière sont en roue libre. P(3000daN) schématise le poids du véhicule, les actions exercées sur les roues en A et B sont schématisés par des vecteurs-forces passant par ces mêmes points. Le frottement en A est caractérisé par uA=fA=0,6.
a) Isoler l'ensemble de la voiture (1). L'équilibre de la voiture est-il possible ? Si oui, déterminer les actions en A et B.
b) A partir de quelle pente y a t-il glissement du véhicule ?
Merci d'avance pour votre aide.
Le mot "pente" est-il pris dans le sens mathématique ou bien dans le sens souvent donné par certains codes de la route (qui confondent pente et déclivité) ?
Autrement dit, en appelant alpha l'angle entre l'horirontale et la route, A t-on : tg(alpha) = 0,2 ou bien sin(alpha) = 0,2 ???
Comme les résultats sont peu différents tant que les "pentes" restent faibles, ce n'est pas très important sur les conclusions ... mais il faudrait quand même faire des calculs qui correspondent avec ce qui
est attendu.
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a)
En appelant N la composante normale de réaction de la route sur les roues avant et T la composante normale de réaction de la route sur les roues avant.
Par projection sur une direction verticale :
P - B0/1.cos(alpha) - N.cos(alpha) - T.sin(alpha) = 0
Somme des moments des forces autour du point A = 0 (puisque la voiture ne pivote pas autour du point A).
B0/1 * (2000+1300) - P * 2000.cos(alpha) = 0
cos(alpha) = 0,98
B0/1 = 3.10^4 * 2000 * 0,98/3300 = 17818 N
3.10^4 - 17818*0,98 - 0,98.N - 0,2.T = 0
0,98N + 0,2T = 12538
Par projection sur une direction suivant le profil de la route :
En appelant T la composante tangentielle à la route de la réaction de la route sur les roues avant :
P.sin(alpha) - T = 0
T = 3.10^4 * 0,2 = 6000 N
N = (12538 - 0,2*6000)/0,98 = 11569 N
Il faut donc un coeff de frottement statique roues-route > T/N pour que la voiture ne glisse par vers le bas de la pente.
T/N = 6000/11569 = 0,52
Or on a µA = 0,6. On a bien µA > T/N et donc la voiture ne glissera pas vers le bas de la pente.
La norme de la réaction de la route en A est : V(N²+T²) = 13000 N arrondi
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A vérifier.
Merci beaucoup pour tes explications car c'est compliqué.
Quelles sont alors les actions en A et B et quelle est la réponse pour le c)
Merci d'avance
Les actions en A et B sont dans ma réponse :
B0/1 = 3.10^4 * 2000 * 0,98/3300 = 17818 N (c'est la réaction de la route en B, elle est normale à la route et vers le haut)
La réaction en A peut être décomposée en :
- une composnte normale à la route vers le haut qui vaut N = 11569 N
- une composnte tangentielle à la route vers le haut de la route qui vaut T = 6000 N
Cela donne une réaction en A de norme : 13000 N (arrondi) et d'angle Phi par rapport à la route telle que tan(Phi) = T/N = 0,52 (donc Phi = 27,5 ° environ)
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... Si je n'ai pas fait d'erreur de calcul.
Pour le c, il faut faire le même genre de calcul mais en laissant alpha en littéral dans les calculs et trouver à la fin la valeur de alpha qui ferta que T/N = 0,6
Ce n'est pas très difficile ... mais je suis trop paresseux pour le faire.
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Attention que je n'ai rien vérifié du tout.
b)
P - B0/1.cos(alpha) - N.cos(alpha) - T.sin(alpha) = 0
B0/1 * (2000+1300) - P * 2000.cos(alpha) = 0
P.sin(alpha) - T = 0
et on veut T/N = 0,6
P - B0/1.cos(alpha) - N.cos(alpha) - 0,6.N.sin(alpha) = 0
B0/1 * 3300 - P * 2000.cos(alpha) = 0
P.sin(alpha) - 0,6N = 0
3.10^4 - B0/1.cos(alpha) - N.cos(alpha) - 0,6.N.sin(alpha) = 0
B0/1 * 3300 - 3.10^4 * 2000.cos(alpha) = 0
3.10^4.sin(alpha) - 0,6N = 0
N = (3.10^4/0,6).sin(alpha) = 5.10^4.sin(alpha)
3.10^4 - B0/1.cos(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) - 0,6*5.10^4.sin²(alpha) = 0
B0/1 * 3300 - 3.10^4 * 2000.cos(alpha) = 0
B0/1 = 3.10^4 * 2000.cos(alpha)/3300 = 18182.cos(alpha)
3.10^4 - 18182.cos(alpha).cos(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) - 0,6*5.10^4.sin²(alpha) = 0
alpha = 0,2321 rad = 13,3°
Soit une pente de 23 %
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Mais à ta place, je vérifierais deux fois plutôt qu'une.
Rien relu.
Comme écrit dans ma 1ère réponse, en fonction de la signification du mot "pente" de l'énoncé, on a :
sin(alpha) = 0,2 ou bien tg(alpha) = 0,2
et si tg(alpha) = 0,2 ---> cos(alpha) = 0,98058...
et si sin(alpha) = 0,2 ---> cos(alpha) = 0,97979...
Et en arrondissant, on a de toutes manières : cos(alpha) = 0,98
Salut. Désolé de déterrer ce vieux machin mais j'ai exactement le même exo à faire et j'arrive pas à finir pour trouver l'angle alpha.
3.10^4 - 18182.cos(alpha).cos(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) - 0,6*5.10^4.sin²(alpha) = 0
alpha = 0,2321 rad = 13,3°
J'arrive pas à passer de l'expression au dessus (avec les cos et les sinus) à l'angle alpha. Je sais pas du tout simplifier ça.
Pitié sauvez moi.
Sans avoir vérifié ce qui précédait :
3.10^4 - 18182.cos(alpha).cos(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) - 0,6*5.10^4.sin²(alpha) = 0
3.10^4 - 18182.cos²(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) - 3.10^4.sin²(alpha) = 0
3.10^4.(1 - sin²(alpha)) - 18182.cos²(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) = 0
3.10^4.cos²(alpha) - 18182.cos²(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) = 0
11818.cos²(alpha) - 5.10^4.sin(alpha).cos(alpha) = 0
Et si cos(alpha) est différent de 0 (ce qui est évident dans le problème posé) :
11818.cos(alpha) - 5.10^4.sin(alpha) = 0
11818.cos(alpha) = 5.10^4.sin(alpha)
tan(alpha) = 11818/(5.10^4) = 0,23636
alpha = arctan(0,23636) = 0,2321 rad = 13,3°
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