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ex physique toboggan travail force energie

Posté par
Luc
13-04-08 à 20:34

Bonsoir.

j'ai un petit problème pour résoudre un exercice de physique :

Un enfant de masse m = 30kg par sans vitesse initiale du haut d'un toboggan. ce toboggan présente une bosse (point B sur le schéma) située à mi-parcours.

Données : g = 10N/kg
h = 4.0m et h' = 3.0m
Longueur du toboggan : AC = 10m

1. Dans cette partie on néglige les frottements entre le toboggan et l'enfant.

a/ Dresser le bilan des forces exercées sur l'enfant.
b/ En détaillant le raisonnement et les calculs et en applquant le théorème de l'énergie cinétique, donner l'expression littérale puis calculer la vitesse de l'enfant lorsqu'il passe en B.
c/ Meme question lorsqu'il passe en C.
d/ La vitesse de l'enfant dépend-elle de la forme de la trajectoire ? Justifier.

2. En réalité la vitesse de l'enfant au bas du toboggan est inférieure à la valeur calculée dans la premiere partie car les frottements ne sont pas négligeables. On admettra ici que le travail de la force de frottement sur le tronçon AB s'exprime par la relation suivante : W(AB)(vecteur f) = - f * AB

a/ Utiliser le théorème de lenergie cinétique pour donner lexpression et calculer la valeur maximale de la force de frottement pour que lenfant passe la bonne en B.
b/ donner lexpression puis calculer la vitesse de lenfant lorsquil arrive en C en utilisant lintensité de la foce de frottement (valeur du a/)
c/ Cette vitesse dépend-elle de la forme de la trajectoire ? Justifier.

Merci d'avance,
je poste mes idées dans un autre quote.

Luc.

ex physique toboggan travail force energie

Posté par
Luc
re : ex physique toboggan travail force energie 13-04-08 à 20:44

1.
a/ Les forces exercees sur lenfant sont :
son poids P
la reaction normale du support Rn

b/ Lorsquil passe en B :
EM(A) = EM(B)
Epp(A) = Epp(B) + Ec(B)

Epp(A) = m * g * h = 30 * 10 * 4.0 = 1200J

Epp(B) = m * g * h' = 900J
d'ou Ec(B) = 300J

d'ou Ec(B) = 1/2m * vB²
d'ou vB = racine carrée de Ec(B)/(1/2m) = 4.5m/s

(je ne suis pas sure d'appliquer la bonne méthode)

c/ mm principe que b/
d'ou vC = racine carrée de Ec(C) / (1/2m) = 8.9m/s

(ça me parait étrange...)

d/ non la vitesse ne dépend pas de la forme de la trajectoire ?
pourquoi ? > absence de frottements

(pas sur du tout..)

pour le 2. je bloque..

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : ex physique toboggan travail force energie 14-04-08 à 08:06

Bonjour,

Première aide : problème de toboggan

Dis-nous si cela ne te suffit pas.

Posté par
Coll Moderateur
re : ex physique toboggan travail force energie 14-04-08 à 08:09

Je pourrais aussi te renvoyer à ceci que tu connais bien : Physique 1èreS Exercice TOBOGGAN Force



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