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DM Mécanique : le curling
Bonjour,
voici mon énoncé :
(j'ai mis les lettres en gras quand c'est des vecteurs, je n'ai pas trouvé comment faire les flèches)
Un palet de curling pèse 20kg.
Partie A sans frottements
Un joueur pousse le palet pendant 3,0s avec une action mécanique modélisée par une force F constante , suivant une trajectoire rectiligne . Le palet passe ainsi de l'immobilité ( à t0=0s ) à la vitesse de lancement vL = 2,1m/s (à tL = 3s ).Le palet poursuit ensuite, seul , sa trajectoire sur la glace .
1 ) Quel est le référentiel d'étude choisi pour l'étude de ce mouvement ? Peut-il être considéré comme galiléen?
2 ) Quel système choisir? Est-il pseudo-isolé ?
3 ) Après avoir écrit la 2ème loi de Newton pour le système pendant la phase de lancement , montrer que , pendant cette phase , son mouvement est rectiligne uniformément accéléré .
4 ) Exprimer cette accélération en fonction de vL et tL, puis la calculer .
5 ) En déduire l'intensité de la force F.
6 ) Quel est le mouvement du centre d'inertie à une date t supérieure à 3 s ?
Partie B avec frottements
En réalité le palet lancé à la vitesse vLparcourt un deistance d=40 m vant d'atteindre le but à une vitesse nulle.
1) Exprimer puis calculer la variation d'énergie cinétique 
Ec
2) A quoi est-elle due ?
3) Exprimer l travail de la force f de frottements. Pourquoi est il résistant ?
4 ) que peut-on dire du travail des autres forces qui s'exercent sur le palet ?
5 ) En déduire l'intensité de f
6 ) En déduire l'intensité de F' la force réellement exercée par le joueur.
J'ai fait :
Partie A
1) Le référentiel est le référentiel terrestre et il est galiléen.
2) Le système est le palet (de masse m=20 kg). Le système n'est pas pseudo isolé, si c'était le cas on aurait un mouvement rectiligne uniforme, or la vitesse augmente.
3) dans un référentiel galiléen, la somme des forces extérieures se définit par :
Fext = ma
on a donc F = ma
Or on nous dit que F est constante, et m est constante donc a est aussi constante.
La trajectoire est rectiligne, la vitesse est croissante e l'accélération est constante, on a donc un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
4 ) a=dv/dt = (vL - v0)/(tL - t0) = vL/tL
a= 2,1/3,0=7,0x10-1 m.s-2
5) F=ma
F=ma
F= 20x0,7=14 N
Est-ce que c'est juste ? Je n'arrive pas à faire la suite (ni la 6 de la partie a, ni la partie b), pouvez-vous m'aider ?
Merci !
Moi je pense que tes 5 premiere reponses sont pertinentes, pour la 1 jaurai peut être préciser "peut être considérée comme galiléens sur de courte periode" . (A cause de la rotation)
pour la 6 . Si aucune autres force ne vient sappliquer sur le corps alors il continura sont mouvementj indefiniment (jusqua rencontré un obstacle )
Apres le lancement a=0
donc v=cte
=> mouvement rectiligne et uniforme
Si je ne mabuse !
J'essaye daider pour la suite plus tard
b)
1) Au point de départ Ec=1/2mV²(L) a l'arriver la vitesse est nul donc : Ec=0
La différence c'est donc 1/2mV²(L)
2) frottement avec la glasses (et pourquoi pas avec l'air)
3)le travail : W=f.OM
W=||f||x||OM||x cos(OM,f)
"Après moi j'ai jamais introduit de force de fortement sur un sol, mais d'apres moi si le palais avance dans ce sens : --> alors la force de frottement est dans se sens <--
du coup cos(OM,f)=-1 "
Le travail est résistant car W<0
4)Le travail des autres forces , je suppose P le poids, et R le support , c'est deux force sont perpendiculaire a la trajectoire, les forces n'exerce donc aucun travail sur le système. (cos(90°)=0)
après je te laisse finir ^^. si tu arrive pas hésite pas.
Et je souligne que je suis moi aussi élève et donc vérifie mes résultat ^^.
Et j'ai pris O pour l'origine et M l'arrivée
Je ne comprends pas ce que ça veut dire " l'intensité de la force", j'ai regardé dans mon cours, c'est écrit nulle part. Quelqu'un peut m'expliquer ?
Intensité = ||f||
Comme tu as fait dans la partie A.5)
On considère la force f comme constant ?
Dans ce cas la tu peux partir de la seconde loi de newton :
ma=-f
a=-f/m
apres tu primitive et avec les donner de lexercice tu doit pouvoir retrouver
(Pas sur de moi la dessu pardon ^^)
C'est arbitraire, simplement si ton axe des x est dans se sens ---->
et que tu décide que le palet lui aussi avance dans se sens ----->
alors tu doit bien voir que la force causé par les frottement est dans ce sens <----
et donc que f est négatif car il est dans le sens opposé de ton axe des x ... je sais pas si je me fait comprendre, mais c'est du au sens des vecteurs si tu représente la situation sur un schéma tu devrai comprendre ...
Après si tu décide que ton palet avance dans ce sens <------ alors la vitesse initiale est "négative" et la force de frottement elle est positive.
et pour finir tu peux très bien mettre un + et mettre le - dans le vecteur (mais sa embrouille un peut de faire sa ^^)
Par contre sa me pose un gros problème de considéré une force de frottement constante, car il arrive a un moment dans les équation ou le palet fait demi tour et repart en arrière O_O.... Mais d'un autre coté il te demande de calculer son intensité sans précisé un instant précis donc c'est plutôt ambigu ....
Je suis pas sur de t'avoir indiquer la bonne voie sorry...
oui, sauf que quand le mouvement est ralenti je crois que l'accélération va dans le sens inverse du mouvement aussi, et donc il y a pas de moins, non ? (si ça se trouve je dis n'importe quoi, j'en sais rien en fait, ça me semble juste plus logique)
Oui l'accélération est colineaire a la force.
Donc si ta force "ralenti" le mouvement, c'est que la force est resistante, dans le cas contraire elle est moteur.
Ton probleme il est projeté sur une seul axe. Donc si la force est resistante elle est donc dans le sens inverse de la vitesse.
Somme des force = m×a=-f
a=-f/m
v=-f×t/m+V(L)
Ou sinon :
Somme des force =m×a=f
a=f/m
v=f/m-V (L)
Ou encore :
Somme des force=m×a=f
a=f/m
v=f×t/m+V (L)
Avec f negatif ...
tout sa c'est equivalent sa depend comment tu place ton axe et si tu as envie que tes intensités et vitesse reste positive ... sa change rien au resultat en tout cas...
Mais je pense que c'est avec une propriété lié au travail de la force que tu poura trouver le resultat ...
Tu doit utiliser sa :
En cas de force non conservative :
Le travail de la force est egale a la variation denergie mecanique .
Donc
delta(Ec)=f.AB
J'ai trouvé un résultat cohérent, ça à l'air juste, Merci beaucoup .
Par contre, pour la 6, il faut utiliser la 2eme loi de Newton ou pas ? (je crois que c'est possible mais je suis pas sure)
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