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Niveau seconde
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Appliquer le principe d'inertie

Posté par
Volcomette
18-03-09 à 14:05

Bonjour , je n'ai pas très bien compris le principe d'inertie , et j'ai un exercice à faire , si quelqu'un pouvait m'aider. Merci .

Un livre est posé que une table rugueuse. On incline la table : le livre ne glisse pas.

1) Appliquer le principe d'inertie au livre. Que peut-on en déduire ?

2.a) Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur le livre .

b) écrire une relation entre ces forces.

3) Le livre à un poids de 4.6 N . Schématiser la situation puis représenter ces forces à l'échelle 1cm 2 N

Posté par
Kaela
re : Appliquer le principe d'inertie 18-03-09 à 14:23

il n'y a pas de frottement

P + Rn = 0 Rn = - P  ( vecteurs)

Posté par
Kaela
re : Appliquer le principe d'inertie 18-03-09 à 14:24

euh rien dit :( Rn perpendiculaire à la table et P perpendiculaire à l'horizontale

en terme de valeurs et non de vecteurs , ils sont égaux

Posté par
Lavy
re : Appliquer le principe d'inertie 18-03-09 à 16:28

Hello,

Dans un problème de mécanique la première chose à faire c'est définir le contexte !
/!\ Même si ce n'est pas demandé, ça t'aidera à toujours bien faire les choses, avec un ordre précis et sans te trompé. Puis ça fait bonne impression .

Référentiel : Terrestre, supposé Galiléen
Système : {Livre(/support)}
Base (xOy) : (Ox) correspond au plan incliné, et (Oy) à la normale au plan incliné.

1) Appliquer le principe d'inertie au livre. Que peut-on en déduire ?

La premier loi de Newton, le principe de l'inertie, stipule que :
Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme dans lequel il se trouve à moins que quelque force n'agisse sur lui et ne le contraigne de changer d'état.
Comme tout mouvement est relatif, il faut préciser le référentiel dans lequel on se place.

La formule la plus générale du PFD (Principe Fondamental de la Dynamique) : \sum_{i} \vec{F_i} = m\vec{a}
Or ici on te dit que le livre ne glisse pas, autrement dit il reste dans son état initiale, il ne subit donc aucune accélération, puisqu'il est immobile. Donc d'après le principe d'Inertie : \sum_{i} \vec{F_i} = 0 car \vec{a}=0
Pour résumer en appliquant le premier principe de l'inertie, on peut conclure que la omme des forces appliquée au livre est nulle ! On peut appliquer ce principe parce que le livre est immobile (plus généralement s'il décrivait un mouvement rectiligne et uniforme, aussi).

2)a- Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur le livre
Rappel : Un vecteur est caractérisé par son points d'application, sa direction, son sens, et sa norme !
Les forces appliquées suir le livre sont au nombre de trois. D'après le premier principe, elles se compensent.
Le Poids.
Pt d'application : Centre d'inertie
Direction : la droite verticale, passant par le centre de la Terre.
Sens : vers le centre de la Terre.
Norme : ||\vec{P}||=P=4.6N
La réaction du support.
Pt d'application : contact entre l'objet et le support.
Direction : Normale au support.
Sens : vers le haut
Norme : ||\vec{R_n}||=R_n
Forces de frottements, ou force tangentielle à Rn
Pt d'application : "centre" de la surface de contact support/objet
Direction : direction du support
Sens : sens contraire au mouvement spontané (si mouvement il y avait)
Norme : ||\vec{R_t}||=R_t

Note : Tu peux faire un schéma dans une base et/ou représentation de la situation. Cf. Plus bas .

2)b- Ecrire une relation entre ces forces.
PFD \sum_{i}\vec{F_i} = 0 \vec{P} + \vec{R_n} + \vec{R_t}= 0

3) Le livre à un poids de 4.6 N . Schématiser la situation puis représenter ces forces à l'échelle 1cm 2 N
Alors là je dois avouer que je n'ais plus du tout l'habitude de ces exercices. Ce qui me pose problème c'est que l'angle d'inclinaison n'est pas donné. L'as-tu omis ? Ou bien n'est-il tout simplement pas donné ?
L'énoncé nous indique que le plan est incliné, disons d'un angle , ça se répercute immédiatement sur les forces.
Projection sur (Ox) : -R_t+Psin(\alpha)=0 R_t=Psin(\alpha)=4.6sin(\alpha)
Projection sur (Oy) : R_n-Pcos(\alpha)=R_n-Psin(90-\alpha)=0 R_n=Pcos(\alpha)=4.6cos(\alpha)
Et bien sûr P vaut 4.6N et fait un angle avec l'axe (Oy).

Donc là ... je ne sais pas trop, tu peux :
- Choisir un arbitrairement.
Ex : Je choisis =20°
||\vec{P}||=4.6 et le vecteur fait un angle de 20° avec (Oy).
R_n=Pcos(\alpha)=4.6cos(20) \approx 4.3N
R_t=Psin(\alpha)=4.6sin(20) \approx 1.5N
Tout ce compense sur (Ox) et (Oy)

- Ou utiliser les notions de résultante, en raisonnant sur le principe d'inertie.
D'un autre côté, quelque soit l'angle d'inclinaison, on peut dire que la résultante des vecteurs \vec{R_n} et \vec{R_t} correspond à -\vec{P}.
Donc logiquement il suffirait que tu trace \vec{P} puis -\vec{P}, et tu aurais immédiatement \vec{R_n} et \vec{R_t}.
Et pour ne faire aucune approximation c'est cette technique que tu devrais utiliser selon moi !

Appliquer le principe d\'inertie



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