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Energie cinétique
ÉNONCÉ
On se propose de mesurer l'intensité des actions de frottement qui agissent sur un mobile autoporteur en mouvement. Ces actions seront modélisées par une force constante, de sens opposé au vecteur vitesse. Ce mobile, de centre d'inertie G, de masse m, est abandonné sans vitesse sur une table à digitaliser, inclinée d'un angle a par rapport à l'horizontale. Au cours de son mouvement, le mobile suit la ligne de plus grande pente de direction Ox, la position de G est repérée en fonction du temps par sa coordonnée x dans le repère (O, ), et transmise à un ordinateur.
Dispositif expérimental
Données : m = 220 g, a = 15°, g = 9,8 m / s 2 .
Les valeurs de x, aux dates des relevés, figurent dans le tableau ci-après, accompagnées du résultat du calcul de la plupart des vitesses instantanées et énergies cinétiques Ec du mobile en translation.
· 1- Calculer les valeurs de la vitesse v et de l'énergie cinétique Ec du mobile à la date t = 0,0414 s.
· 2- Etablir l'inventaire des forces s'exerçant sur le mobile et les représenter sur un schéma.
· 3- On appelle A et B les positions respectives occupées par le mobile aux dates t = 0 et t quelconque.
En utilisant le théorème de l'énergie cinétique entre A et B, distants de L, exprimer Ec (B) en fonction de Ec (A), m, L, a et de l'intensité de la force de frottement .
· 4- Détermination de l'intensité de la force de frottement.
a- A partir des valeurs portées dans le tableau, représenter Ec (B) en fonction de L sur papier millimétré.
On prendra 1 cm ® 10 - 2 m et 1 cm ® 10 - 2 J .
b- Déterminer l'équation de cette courbe.
c- En déduire l'intensité de la force de frottement qui agit sur le mobile et l'énergie cinétique du mobile à la date t = 0.
J'aimerais de l'aide pour la question 4)c).
Je voulais savoir si ce que j'ai trouvé est juste:
f = 0,034 N
Edit Coll : image placée sur le serveur de l' 
Merci d'en faire autant la prochaine fois ! 
Bonjour,
Les frottements étant considérés comme constants, l'accélération l'est aussi donc le mouvement est rectiligne uniformément accéléré dans ce cas...
J'aimerais de l'aide pour la question 4)c)
Je vais la résoudre d'une autre facon, juste pour faire rapide et puis comparer mon résultat au tien ...
Calculons a:
Puisque c'est un tableu, les valeurs incluses ne sont pas précises á 100%, je vais calculer plusieurs valeurs pour a, et puis faire la moyenne...
a1=
v/t=(0.950-0.625)/(0.1482-0.013)=2.40m/s2
a2=(0.828-0.760)/(0.0956-0.0687)=2.52m/s2
a=(a1+a2)/3=2.46m/s2
En appliquant la 2eme loi de Newton:
P+Rn+f=m*a (vecteur)
Px+Py+Rn+f=m*a (vecteur)
Px+f=m*a (vecteur)
en projetans suivant (x'ox):
xP+xf=m*xa
P*cos(75)+f*cos180=m*a*cos0
0.558-f=0.541
-f=-0.017
f=0.017J
Surement 0.017 J n'est pas une valeur exacte, car l'accélération n'est pas á 100% constante ...
Faut voir l'avis des autres internautes; ou si j'ai un temps libre, je retrouve la valeur de f en refaisant l'exercice avec la méthode demandé ...
Tout d'abord merci,
Donc si j'ai bien compris f n'est pas constant, mais peut-elle varier du simple au double (tu es tombé sur 0.017N, moi sur 0.034N, ça fais pas un peu gros comme variation ? -on va dire qu'il y avait un gros pavé
-)
Un peu de compréhension facile mais important:
En réalité, les frottements ne sont pas constant; ils augmentent lorsque la vitesse augmente, et inversement; et bien sur dépendent aussi d'autres critères...
Pour simplifier les exercices de physique en général, et surtout ceux dans lesquels il y a des calculs á faire, on suppose que la force de frottement f est constante; par contre, ceux dans lesquels il y a uniquement de la compréhension on ne prend pas cette supposition ...
Je donne un petit exemple:
Une bille est lachée d'une hauteur h=6m par rapport au sol et sans vitesse initial.
Les forces agissantes aur la bille:
son Poids P(vecteur), vertical, descendant
la poussée d'archimède Fa(vecteur), vertical, ascendant
les forces de frottements qui dans ceux cas sont ascendant car le mouvement de la bille est déscendant...
Si on veut décrire le mouvement de cette bille, on dit qu'il y a 2 phases:
-1ere phase: mouvement accélérée, car P+Fa+f
0 et P>(Fa+f)
(Tu remarques que je n'ai pas dit uniformément accéléré, c'est parce que f n'est pas constante et augmente á chaque instant avec la vitesse, ce qui fait que l'accélération n'est pas aussi constante... Pour calculer l'accélération, avec la 2eme loi de Newton par exemple,P+Fa+f=m*a il faut avoir les valeurs de f á chaque instant, c'est trop long, c'est pour cela, généralement dans le calcul, on nous dise que f est constante, en nous donnant une valeur moyenne et qui vérifie que P>(Fa+f)
-2eme phase: Le poids et la poussée d'archimède sont constants et on a: P>(Fa+f) ... Les frottements vont augmenter jusqu'a ce que P=Fa+f, et ainsi la bille atteint une vitesse limite et son mouvement est constant, et les frottements n'augmentent plus...
Mais faut savoir, que lorsque l'exercice suppose que f est constante, donc on doit toujours obtenir les memes valeurs pour f, ou des valeurs très proches !
Donc si j'ai bien compris f n'est pas constant, mais peut-elle varier du simple au double
Alors f devrait etre la meme, ou varie un peu, mais pas du simple au double...
Alors pourquoi avec ma méthode j'ai obtenu la moitie de 0.034 N?
C'est parce que, j'ai supposé que l'accélération est constante, mais si tu remarques j'ai pris plusieurs valeurs (a1, a2 ...) et puis j'ai fait leur moyenne pour pouvoir utiliser la 2eme loi de Newton et faire plus rapide ...
Donc surement, je dois avoir un décalage á ta valeur (qui est correcte je crois) ...
Pour trouver une valeur plus précise á f, il faut procéder par la méthode de ton exercice.
Ok?
Si c'est un exercice á rendre pour demain, écris-moi les réponses de facon brève et puis je te corrige car pour l'instant, vraiment je n'ai pas le temps á faire l'exercice... (c'est vrai que mes 2 posts précédents étaient long, et tu vas peut-etre me dire que á leurs places je pouvais simplement faire l'exercice, mais pour des posts de compréhension comme ceux-la, ca ne me prends pas beaucoup de temps á les rédiger)
Si tu n'es pas pressé pour l'exercice, je le fais plus tard et je te donne ma réponse...
J'ai trouvé cela :
1) Ec à la date t = 0,0414 s : 0,0528 J
v à la date t = 0,0414 s : 0,693 m/s
3) Ec(B) = Ec(A) + [ m * g * sin(alpha) - f ] * L
4 ) Ec(B) = 0,524 * L + 0,039
Bonjour Sybil,
il me semble que ta réponse est correcte :
Ec(t=0) = Ec(A) = 0.039 J (d'après l'équation)
l'énergie cinétique à l'instant t = 0 n'est pas nulle car l'origine des dates est choisie pour une valeur x = 0.15m, en d'autres termes pour une valeur de la vitesse non nulle.
et 0.524 = mg sin(a) - f d'où f = 0.034 N
J'espère ne pas me tromper...
sur quoi avais-tu un doute ?
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