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détermination d'une force de frottement

Posté par
tacotac
16-02-10 à 15:52

bonojour a tous ceux qui me repondront , j'ai des difficultées à faire cet exo , merci de votre aide .


une luge et son passager de masse 70kg descend sans vitesse initiale ( pt de depart A ), une piste rectiligne inclinée de 15%
aprés avoir parcourue 100m (point B) , sa vitesse est egale a 30km/h  ; on negligera les frottements de l'air mais pas ceux sur la piste que l'on notera vecteur T


1) quel est le systeme etudié ?   =>  la piste / la luge
2) quel est l'angle d'inclinaison de la piste , detailler le calcul .
  => il faut utiliser le sinus ? : comme vecteur P est perpendiculaire au sol ça fait un angle de 90° et AB=100m
donc on a le coté opposé et l'hypothénuse ...
3) quelles sont les 2 forces appliquées au systeme ? => le poids et la réaction
4) donner l'expression littérale de la variation d'energie cinétique au cours du mouvement du systeme puis simplifier le résultat ....=> je sais pas , je bloque : je sais qu'il faut utiliser  Ec = 1/2mv²
5)calculer litteralement la somme des travaux des forces appliquées au systeme
6)en deduire la relation littérale permettant le calcul des forces de frottement
7) passer finalement a l'application numerique .




j'essayer de trouver mais j'y arrive pas . merci de bien vouloir m'aider  

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 16-02-10 à 18:42

Bonsoir tacotac,
Un petit schema (au bas de mon post) pour schematiser la situation physique:

1) Systeme a etudie: luge et son passager
On etudie ce systeme dans le referentiel terrestre suppose galileen.

2)Attention:

Citation :
comme vecteur P est perpendiculaire au sol ça fait un angle de 90° et AB=100m
donc on a le coté opposé et l'hypothénuse ...

Par sol, je crois que tu voulais dire, la ligne bleu (voir schema)
En faite, quand on dit sol, c'est sous entendu la piste.
De plus, tu as di qu'on a le cote oppose... Or on ne l'a pas, donc on ne peut pas appliquer les lignes trigonometriques dans ce cas.
Tu connais des annees precedentes en maths, et plus precisement en statistique, que %/100= /360
En remplacant % par 15; tu trouves l'angle d'inclinaison de la piste.

3)Bilan des forces exterieures:
-Poids P, verticale descandant (et non perpendiculaire a la piste).
-La reaction du support R; on peut ecrire R=Rn+T (vecteur)
avec Rn, perpendiculaire au support, ascendante et T s'oppose au mouvement du systeme.

4)Ec=W(F exterieures) avec W, le travail.
ce qui fait que: Ec= EcB-EcA= W(P)+W(T)+W(Rn).
On simplifie:
1/2*m*vB2-1/2*m*vA2= W(T)+W(P)+W(Rn)
...
A noter que le travail de Rn est nul, car Rn est perpendiculaire au support.

5)Utilise Ec:
W(T)+W(P)= 1/2*m*vB2-1/2*m*vA2
30km/h=8.33 m/s , et vA=0
ce qui fait:W(f)+W(P)= 1/2*m*vB2

(Tu peux aussi, dans ce cas utiliser la 2eme loi de Newton)

6)W(T)=1/2*m*vB2- W(P) [1]
-T*100= 1/2*m*vB2- W(P)
T= [1/2*m*vB2- W(P)] / (-100)

7)On a les donnes necessaire pour calculer le travail du poids, et en deduire alors la valeur des forces de frottements.
W(P)= +m*g*h car dans ce cas, le poids effectue un travail resistant

Calculons h:
cos (90-)=h/100
h= cos (90-)*100= ... (en m)
avec l'angle qu'on a calule en 2)

Tu remplaces dans [1], pour trouver T.
---



détermination d\'une force de frottement

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 16-02-10 à 18:43

Desole, mais dans le schema ci-dessus, les points A et B devraient figurer sur la piste ...

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 16-02-10 à 18:46

Des oublis:

2)En faite, quand on dit sol, c'est sous-entendu la piste... Or P, n'est pas perpendiculaire a la piste, mais a la ligne bleu ...

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 16:09

merci beaucoup . j'aurais voulu que l'on m'explique aussi  lol .  

mais tu m'a vachement  bien aidé

Thanks

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 17:04

Je peux t'expliquer, mais dis-moi oú resides tes difficultes ?

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:18

bah l'angle d'inclinaison ....

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:31

C'est une formule:

%/100 = /360


Par exemple si j'ai un angle = 120o, ce qui correspond a:100*120/360= 33.33 %

Ou si j'ai un pourcentage de 50%, ce qui correspond a:
=50*360/100= 180o

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:32

parce que je trouve :

%100=360
15x100=360
1500=360
=4.2....

je pense pas que ce soit ça  ... =/

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:37

Appliques bien la formule
% * 100= *360 c'est faux

Je t'ai dit precedemment que la formule est la suivante:
% /100= /360

On obtient alors:
% /100= /360
Pour %=15, =15*360/100= 54o

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:42

ah mince !! autant pour moi , j'avais pas vu la barre de fraction  

merci beaucoup de me l'avoir signalé .

j'ai encore 2 exo à faire que je vais essayé de travailler mais je pense que je vais bloqué , ça te dérange pas si je poste les parti où je serais bloqué ?  merci

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:55

Ce ne me derange pas du tout ... Au contraire, c'est un plaisir d'aider et de s'entraider !
Mais c'est preferable que tu fasses un autre topic, et je te repondrai la-bas.

Ok?

Et pour celui-la, t'as tout compris? S'il te reste encore des doutes, n'hesites pas a me le signaler

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 18:58

Ca ne me ...

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:02

ok merci beaucoup  


euh oui , pour celui là :

Citation :
4) 1/2*m*vB2-1/2*m*vA2= W(T)+W(P)+W(Rn)
...
  euh  c'est égale à W(T)  ?? vu que P et Rn se compensent ?

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:11

Attention:

Regarde bien la figure que je t'ai envoye dans mes posts precedents...
Tu remarques que P et Rn ne se compensent pas !
Si tu veux rentrer dans les details, au faite Py et Rn se compensent et non P et Rn

Rn est perpendiculaire au support, donc W(Rn)=0, ce qui fait:
1/2*m*vB2-1/2*m*vA2= W(T)+W(P)

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:15

mais du coup on connais pas les valeurs de W(T) et W(P)  ?

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:19

Je crois que tu fais maintenant le numero 5):

Il faut calculer les valeurs de W(T) + W(P)
On a: W(T)+W(P)= 1/2*m*vB2-1/2*m*vA2
vA=0 et vB=30 km/h=8.33 m/s
Tu remplaces et tu trouves alors la somme des travaux des forces appliques au systeme ...

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:20

et m=70 kg

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:23

ah  ok c'est bon j'ai compris   . par contre ce qui me  pose un petit hic , c'est le 6)  ,  je vois pas d'ou sort le  100  ??  tu peux me le réexplixer ? merci

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:29

Je n'ai pas fais les calculs... Je vais te l'expliquer selon les formules:

Dans 5), on a trouve:
W(T)+W(P)= 1/2*m*vB2-1/2*m*vA2

Dans 6), il faut donner la relation litterale permettant de calculer la valeur des forces de frottement:

On connait que W(T)= T*AB*cos 180= T*100*-1=-100*T
(AB=100 m, c'est indique dans l'hypothese)
On obtient alors:
W(T)= 1/2*m*vB2-W(P)
-100*T=1/2*m*vB2-W(P)
T=[1/2*m*vB2-W(P)]/-100

dans 7), il faut passer au calcul numerique; en d'autre terme il faut calculer la valeur de T. Et pour y arriver, il faut savoir calculer W(P)...
Tu sais comment?

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:35

bah j'ai h= cos(90-alpha)*100 = cos(90-54) * 100 = -12.8. . . .  ???

et aprés :  W(p) = mgh = 70*9.8*h = ....


c'est bon tout sa ?

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:46

C'est bon, mais t'as fais une faute... Ta calculatrice est regle en radians, or 90 et 54 sont exprimes en degres...et h est une hauteur, donc pas possible d'etre negative

Pour regler ta calculatrice en degre , il suffit de cliquer sur (si ta calculatrice est fx-95 Ms):
Mode (3 fois de suite) puis sur 1 (Deg)
Ou de transformer les angles en radians !

Pour calculer W(P), il y a 2 facons:
Je vais commencer par celle que je t'ai mis dans mes posts precedents...

W(P)=m*g*h
Avec h= cos(90-54)*100=80.9 m environ
Donc W(P)=m*g*h=70*9.8*80.9=55 497.4 J

Ou:
W(P)=P*AB*cos
Avec l'angle que fait P avec AB.
Voir la figure precedente, on obtient = 90-54=36o
Donc W(P)=m*g*AB*cos36=70*9.8*100*cos36= 55 498 (resultat tres proche du precedent)

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 19:56

donc faut que je mette la calculette en degré ? .

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 20:00

T'as 2 choix:

Soit mettre ta calculette en degre, soit transformer les angles en radians et laisser alors ta calculette en radians.

N'oublie pas que: radians3.14 radians = 180 o

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 20:03

ok bah j'ai mise en degrés   . je vais commencer les autre exo  .  je post si j'ai besoin d'aide . merci pour tout  

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 20:06

D'accord
N'oublie pas de remettre ta calculette en radian si tu travaille avec des angles en radian, et vise versa pour les degres ...

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 20:38

j'ai posté un topic  : "contre les aigreurs d'estomac "

si ta envi d'y jeté un oeil  

merci beaucoup

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 20:57

On se verra la-bas alors

Posté par
tacotac
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 20:58

ok merci

Posté par
Junior
re : détermination d'une force de frottement 18-02-10 à 21:22

Je t'en prie



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