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Niveau première
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Energie mécanique

Posté par
marion38
12-03-09 à 18:06

Bonsoir j'aimerais de l'aide pour mon exercice svp :s j'ai Ds demain et je suis vraiment pas au point ...

Voila mon énoncé:
Une luge et son conducteur ( masse totale=100kg) descendent une pente inclinée d'un angle =30° avec l'horizontal.
Outre les frottements de la luge sur la neige, la résistance de l'air s'oppose au déplacement de l'ensemble. On considérera ces deux forces comme une unique force de frottement.
Après une phase d'accélération sur 300 m de distance(Luge + conducteur) atteint une vitesse constante.

1)Faire le Bilan des forces appliquées:
P= le poids
Rn= Réaction du sol sur la luge perpendiculaire à la pente
F= Force de frottements qui s'opposent au mouvement.

Reférentiel: Terrestre.
Système: la luge+conducteur.

2)Déterminer l'intensité des forces:
F=sin()P<=>F=500N
Rn=cos()P<=>Rn=866N
P=mg=1000N

4)L'intensité ||F|| des forces de frottement dépend de la vitesse du skieur. Un modèle possible est:
||F||=k v² avec k=0.25 U.S.I
Quelle est en m/s et en Km/h la valeur de la vitesse atteinte par le système:

v=Racine||F||/k <=> v=Racine2000 <=> v=44.7Km/h ... ???
donc 12.6m/s
Je ne suis pas sur...

5)Théorème énergie cinétique entre A et B:

1/2mv(B)² - 1/2mv(A)²=W(F.extérieur) de A en B

6)En déduire le travail de le Force de frottement: Besoin d'aide

W(P)=-mgABsin()
W(F)=-||F||AB
W(Rn)=0J
V(A)=0 Donc :
-1/2mv(B)²=-mgABsin() -||F||AB
Je trouve à la fin ||F|| =-473.5 J car j'ai remplacé la vitesse de V(B) par 12.6 m/s ... Mais je pense que ça soit cela j'ai besoin d'aide...


7)Le point de Départ (A) sert de référence pour les altitudes. Calculer l'éergie cinétique, potentielle et mécanique en A et en B.

Je trouve: Ec(A)=0J et Ec(B)=79380J
Epp(A)=150000J et Epp(B)=0J
Em(A)=150 000 J
Em(B)=79380J

Merci de vérifier mes réponses ...

Posté par
J-P
re : Energie mécanique 13-03-09 à 10:32

4)

v = Racine carrée de 2000 = 44,7 m/s
soit v = 44,7 * 3,6 = 161 km/h
-----
5 et 6)

1/2mv(B)² - 1/2mv(A)² = Travail du Poids + Travail des forces de frottement

1/2mv(B)² - 1/2mv(A)² = mg.AB.sin(alpha) + Travail des forces de frottement

Travail des forces de frottement = 1/2mv(B)² - 1/2mv(A)² - mg.AB.sin(alpha)

Si A est le lieu de départ et que VA = 0 at que AB = 300 m (cela devait être précisé dans l'énoncé), alors :

Travail des forces de frottement = 1/2mv(B)² - mg.AB.sin(alpha)

Travail des forces de frottement = (1/2)*100*44,7² - 100*10*300.sin(30°) = -50095 J
-----
7)
EC(A) = 0
EC(B) = (1/2).m.VB² = (1/2)*100*44,7² = 99905 J

EP(A) = 0 (puisque Le point de départ (A) sert de référence pour les altitudes)
EP(B) = -m.g.AB.sin(alpha) = -100 * 10 * 300 * 1/2 = -150 000 J

Em(A) = 0 J
EM(B) = 99905 - 150 000 = -50095 J
-----
Sauf distraction.  



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