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Chariot sur piste circulaire
Bonjour, je suis bloqué sur cet exercice... Pourriez vous m'aider? 
Merci d'avance!
Dans une fête foraine, il est possible de tester sa "force" grâce à l'attraction ci dessous. Le joueur pousse un chariot sur une piste rectiligne de O à A. Le chariot aborde ensuite une portion de piste formant une courbe; le centre d'inertie G du chariot décrit alors une trajectoire circulaire dans un plan vertical. Après avoir décrit un quart de cercle, le chariot rencontre une butée. On modélise la situation de la façon suivante:
- le chariot est assimilé à un solide;
- la force
Données: masse du chariot = 4,0 kg;
distance OA = L = 0,80 m;
rayon de la trajectoire de G, R = 2,5 m;
g=10 N.kg-1
1.a On néglige d'abord les frottements. Représenter sur un schéma les forces exerces sur le chariot pour les deux parties du trajet.
b. Calculer la valeur minimale de la force
2. On ne néglige plus les frottements, qui sont modélisées par une force unique
a. Représenter à nouveau les forces exercées sur un schéma.
b. Comment s'exprime le travail de la force
l de la piste circulaire assez petit pour que l'on puisse confondre la trajectoire à un segment de droite?
c. En déduire que le travail W de la force
d. On donne f=5,0 N. Calculer la valeur minimale de la force
En fait je ne vois pas comment faire pour calculer F parcequ'on a un cercle, et je ne vois pas quelle formule il faut utiliser...
1° A / iL y a P, vertical descendant, de valeur p=m*g, appliquée au centre de gravité
R , vertical vers le haut, de valeur P=-R car les forces se compensent, aplliquée au point d'attache, R=Rt car f est négligée
T, vers la droite, direction, celui du mvt
1)
b)
Energie cinétique du chariot au point A = F * OA = 0,8.F
Différence d'altitude entre A et la butée = R = 2,5 m
Si on néglige les frottements, pour que le chariot atteindre au moins la butée, la conservation de l'énergie mécanique permet d'écrire:
0,8.F >= m*g*R
F >= 4*10*2,5/0,8
F >= 125 N
La valeur minimale de F est de 125 N
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2)
b)
Wf = -f * Delta l
c)
Longueur de la piste circulaire = (Pi/2).R
Travail de la force de frottement sur la partie circulaire du trajet = -(Pi/2).R.f
d)
Attention, je suppose que la force de frottement agit aussi sur le trajet OA, mais la rédaction est ambigüe ...
Si la force de frottement doit aussi être considérée sur la partie OA, alors:
-0,8.f - (Pi/2).R.f + 0,8F = 4*10*2,5/0,8
-0,8*5 - (Pi/2)*2,5*5 + 0,8F = 4*10*2,5/0,8
F = 186 N
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Vérifie les calculs.
Merci
Mais je n'ai pas encore vu la conservation de l'énergie mécanique, y'a-t-il un autre moyen de procéder?
bonjours lexpresson final de ton corrigé est fausse donc le resulat final n'est pas 186 mais 155 N
d'apres la relation qui lie l energie cinetique aux travaux des forces qui s'exercent sur notre systeme
Ec(final) = 0 (arret du chariot) = Ec(entrée de partie circulaire) - W poids - Wf
tu as demontré precedentement que
Ec(entrée de partie circulaire)= FxOA-fxOA (produit scalaire etc..)
d'ou tu as FxOA-fxOA-1/2PixRxf-mgR = O
de ce fait F = f + 1/(2xOA)xPixRxf +mgr/OA
soit F = 155 N
Acec plus d'un an de retard :
Calcul correct:
d)
-0,8.f - (Pi/2).R.f + 0,8F = 4*10*2,5
-0,8*5 - (Pi/2)*2,5*5 + 0,8F = 4*10*2,5
F = 155 N
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Bonjour a tous, j'ai le même exercices et vos explications m'ont permis d'avancer et de comprendre. Le seul Hic c'est la question d) (la derniére) je ne comprend pas tout a fait :
Ec(final) = 0 (arret du chariot) = Ec(entrée de partie circulaire) - W poids - Wf
[ce n'est pas plutot : - Ec (entrée de partie circulaire) - W(poids) - W(f)= 0 ? ]
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