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Mobile auto(porteur soumis à une force constante
J'ai un exercice à préparer en physique mais je sais pas trop comment m'y prendre. Merci de m'aider.
On étudie le mouvement d'un mobile auto porteur se déplaçant sans frottement sur une table lorsqu'il est entraîné par une force de tension constante et horizontale. Cette force est appliquée par un fil horizontal relié par l'intermédiaire d'une poulie, à une masse tombant verticalement.
Je dois faire un schéma avec les forces exercées sur le mobile et sur la masse, et des axes Ox et O'z pour décrire respectivement le mouvement du mobile et de la masse.
Tout d'abord je suis pas sure d'avoir pris en compte toutes les forces. Pour le mobile et la masse j'ai comme forces le poids et la force de tension de la corde.
Ensuite on nous demande la relation qui existe entre X et Z, Vx et Vz, Ax et Az si on considère le file inextensible ? Et la je sais pas quoi répondre du tout?
Bonsoir quand même...
Il manque une force appliquée au mobile auto-porteur.
Quelle est la résultante des forces appliquées à ce mobile ?
Même question pour la masse qui se déplace verticalement ?
Quels axes choisis-tu ? (origines, direction et sens)
Bonsoir,
Pour le mobile il manque la réaction du support R ? (dans le sens opposé du poids ?)
Pour le mobile je dirais : P+R=0 donc P+R+T=T et pour la masse je sais pas.
Pour les axes j'ai pris Ox horizontalement vers la droite avec pour origine le mobile et O'z verticalement vers le bas avec la table comme origine.
Oui pour le mobile.
La résultante des forces qui lui sont appliquées vaut :
car
___________
Quelles sont les deux forces qui agissent sur la masse suspendue au fil ?
___________
D'accord pour les axes, leur direction, leur sens. Mais, pour ma part, j'aurais pris comme origines :
. pour Ox : le point O : position du mobile à t = 0
. pour Oz : le point O' : position de la masse à t = 0
Je changerai donc l'origine de mes axes
Pour la masse comme force il y a le poids et la tension du fil
Oui, pour la masse les deux forces sont le poids
. appliqué à la masse
. de direction verticale
. de sens vers le bas
. d'intensité
et la tension du fil
. appliquée à la masse
. de direction verticale
. de sens vers le haut
. d'intensité
Comment notes-tu la résultante de ces deux forces (qui est une force...) ?
_______
Les origines que je propose pour les axes (nullement obligatoires) rendent très simples les réponses aux questions suivantes...
La résultante des forces appliquées à la masse au bout de son fil vaut
Si l'on cherche maintenant l'accélération prise par cette masse, il faut appliquer la seconde loi de Newton et l'on peut écrire en effet
Mais je ne vois pas que ceci te soit demandé dans l'énoncé que tu as posté.
___________
Mais il est temps de répondre à la question :
Relation qui existe entre X et Z, Vx et Vz, Ax et Az si on considère le file inextensible ?
Pour l'accélération je dois le faire dans les questions suivantes que j'ai pas encore postée:
- appliquer la RFD au mobile puis à la masse
- En déduire l'expression du vecteur accélération du mobile puis sa composante ax en fonction de M, m et g
- En déduire l'expression de Vx la vitesse du mobile puis celle de sa position sur x
Pour la question Vx = Vz et Ax = Az ?
Oui, si le fil est inextensible, si la poulie n'a pas de masse, s'il n'y a pas de frottements... alors :
x = z
ou Vx = Vz
ou ax = az
________
Alors, relation fondamentale de la dynamique...
Fext=R+P+T=Ma
R+Mg+T=Ma
C'est exact.
J'espère que tu es conscient(e) d'avoir fait une hypothèse forte : l'intensité de la tension du fil est la même sur le mobile et sur la masse en descente.
Avec mes notations précédentes cela signifie que
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