Bonjour, j'ai un DM à rendre mais j'ai quelques soucis..
Enoncé:
Un skieur de poids P= 800N (avec son équipement) part, sans vitesse initiale, du sommet d'une piste incliné d'un angle alpha=20° par rapport à l'horizontale.
Le contact avec al piste a lieu avec frottement ; la récation de la piste sur les skis n'est donc pas perpendiculaire à la piste. On désigne par Rn et f les composantes normale et tangentielle de cette réaction .
1/ Faire le bilan des forces appliquées au skieur et les représenter sur un schéma. On ne se préoccupera pas du point d'application de Rn et f et on fera apparaître les composantes tangentielle de Pt(parralèle à la piste )et normale Pn(perpendiculaire à la piste) du poids P du skieur.
J'ai fais le schéma,
Système:skieur
Bilan des forces: P=Pn+Pt
R=Rn+f
2/ Utiliser le fait que la vitesse du centre d'inertie du skieur perpendiculairement à la pente ne varie pas pour obtenir une ralation entre les valeurs de Rn et de Pn
Puisque la vitesse du centre d'inertie du skieur perpendiculaire à la pente ne vare pas, on peut écrire:
Rn=Pn (vecteurs)
Rn=-Pn
3/ Sachant que f=0,2 Rn, calculer la valeur de f
Pn= P X cos alpha
Pn= 800 X cos 20°
Pn= 751,75N
On sait que Rn=-Pn
donc f= 0,2 X (-751,75)
f= -150,35N
et donc f(vecteur)= 150,35N
4/ Calculer la valeur de la vitesse du skieur après 500m de descente:
-SI la résistance de l'air sur le skieur est négligeable
-sI la résistance de l'air sur le skieur peut être modélisée par une force constante f ' , parralèle au mouvement , en sens inverse au déplacement et de valeur f '= 50N
Cette question je n'ai pas réussi si vous pouviez me donner quelques iindications et me dire si mes résultats précèdents son correct.
DONNée: intensité de la pesanteur: g= 9,8 Nkg-1
Merci d'avance, bon après-midi.
Salut!
Ce que tu as fait est correct, attention cependant aux chiffres significatifs...
2) Précise le principe utilisé
4) Refais le bilan des forces pour chaque situation puis dérive pour établir l'équation différentielle
Pas nécessaire de passer par une équation différentielle pour la réponse 4 .
a) force de frottement du skieur dans l'air négligeable.
Travail du poids du skieur : Wp= mgh = 80 * 9,8 * 500*sin(20°) = 134072 J
Travail des forces de frottement : Wf = -150,35 * 500 = - 75175 N
Energie cinétique du skieur au bout de la descente de 500 m : Ec = 134072 - 75175 = 58897 J
Ec = (1/2).m.v²
55897 = (1/2)*80*v²
v = 38,4 m/s = 138 km/h
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b) avec une force de frottement du skieur dans l'air = -50N (pas réaliste, car une telle force varie avec la vitesse, mais soit).
Travail du poids du skieur : Wp = 134209 J
Travail des forces de frottement neige-ski: Wf = -150,35 * 500 = - 75175 N
Travail des forces de frottement skieur-air: Wf" = -50 * 500 = - 25000 N
Energie cinétique du skieur au bout de la descente de 500 m : Ec = 134072 - 75175 - 25000 = 33897 J
Ec = (1/2).m.v²
33897 = (1/2)*80*v²
v = 29,1 m/s = 105 km/h
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Sauf distraction (vérifie les calculs).
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