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exercice de physique trop compliqué pour moi

Posté par
jmt
19-02-08 à 16:11

bonjour
je vous le dit tout de suite cela fait 2 après midi que je cherche à résoudre un exercice il s'agit d'un mobile de petite dimension de masse M = 30,0 g est lancé vers le haut suivant la ligne de plus grande pente d'un plan icliné d'un ngle a = 25  degré par rapport au plan horizontal . L'objet glisse sur le pln ss frottement ; au point O situé à la base du plan , il a ne vitesse Vo = 5,00 m.s-1
1 ° EXPRIMER l'énergie potentielle du mobile en fontion de son abscisse x
2° Montrer que la somme de l'énergie cinétique er de l'énergie potentielle du mobile est constante
3° Determiner pour quelle abscisse X1 la vitesse du solide n'est plus que V1 = 4,00m.s-1

S'il vous plait aidez moi
je suis surcharge de devoirs

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 12:17

Re - bonjour,

Que réponds-tu à la première question ?
Je suppose que l'axe des abscisses est parallèle au plan incliné.

Posté par
jmt
réponse 20-02-08 à 12:41


merci de m'avoir répondu pour moi il faut juste mettre la formule de l'énergie potentielle
après je ne vois pas quoi mettre
je vous l'ai dit je suis largué  
je vous ai mis la photo pour mieux comprendre

réponse

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 12:43

Quand le mobile a parcouru une distance x sur le plan incliné, de quelle hauteur s'est-il élevé par rapport au point O ?

(encore un tout petit peu de trigonométrie, comme dans l'exercice précédent)

Posté par
jmt
réponse 20-02-08 à 12:56

moi j'ai calculé la distance avec l'angle est j'ai trouvé 3,02 m est ce que c'est bon

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 13:04

Je ne comprends pas ce résultat que tu ne peux pas calculer puique tu ne connais pas la distance x

Il faut exprimer littéralement la hauteur z en fonction de la distance parcourue x

Posté par
jmt
réponse 20-02-08 à 13:14

désolé je ne comprends pas beaucoup quand il faut le faire littéralement
car la disatnce que j'ai trouvé j'ai fait
sin 25 = Za /d
Za = d sin 25

1/2 mv²b - 0 = M G D sin 25 + 0
1/2 MV²b = m g d sin 25
D = 1/2 X V²b/gsin25
D = 3,02 m
je ne vois pas dut out ce qu'il faut faire

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 13:27

Tu avais bien commencé :

Il suffit d'écrire que le gain de hauteur z quand le mobile parcourt la distance x sur le plan incliné est

z = x.sin() = x.sin(25°)

Et l'énergie potentielle de pesanteur (en adoptant une énergie potentielle nulle pour le niveau du point O) est

Epp = m.g.z = m.g.sin() = m.g.x.sin(25°)

Il faut absolument que tu t'habitues à travailler littéralement.

Posté par
jmt
réponse 20-02-08 à 13:47

merci de m'avoir répndu et si je dois montrer que la somme de l'énrgie cinétique et de l'énergie potentielle du mobile est constante
comment dois je faire car après la questio qui suit estde calculer la valeur de cette somme
pour moi on doit calculer l'energie potentielle ainsi que l'énergie cinétique et additionner après les deux mais j'ai pas la distance
comment dois je faire  

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 13:52

Je t'ai donné dans mon message de 13 h 27 la valeur de l'augmentation de l'énergie potentielle de pesanteur quans le mobile parcourt la distance x

En montant sur le plan incliné la vitesse va diminuer. Donc l'énergie cinétique va diminuer également. De quelle quantité diminue l'énergie cinétique quand le mobile parcourt la distance x ?

Tu dois pour répondre utiliser le théorème de l'énergie cinétique.
Quelle est la force qui travaille ? Quelle est la valeur de cette force et donc quelle est la valeur de son travail quand le mobile parcourt la distance x ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 14:02

merci de m'avoir répondu déjà
pour moi les forces qui travaillent sont le poids et Rn car R est remplacé par Rn comme il n'y a pas de force de frottement
donc W (RN ) = 0
et W(P) = mg x sin 25
donc comme l'énergie cinétique du solide diminue son énergie potentielle augmente
on a alors la relation W OB (P) = - delta Ec= delta Epp  
mais après je n'arrive pas est ce que jusque là j'ai bon

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:08

C'est à peu près cela.

La force qui travaille est le poids m.g
L'angle entre la direction de la force et la direction du mouvement est (90° + 25°)
et comme cos(90° + 25°) = -sin(25°)

Le travail du poids vaut -m.g.x.sin(25°) quand le déplacement vaut x

Donc la variation d'énergie cinétique vaut -m.g.x.sin(25°)

Comme la variation d'énergie potentielle de pesanteur vaut +m.g.x.sin(25°) pour le même déplacement alors la somme
Energie potentielle de pesanteur + énergie cinétique est constante.

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 14:14

merci beaucoup
et comme je dis calculer la somme
je dois prendre Ecb+EPPb = Eco+EPPo
mais comme je en sais pas combien vaut x je ne peux pas calculer ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:16

Il suffit de calculer cette somme en un point pour lequel le calcul est facile puisque cette somme a une valeur constante.

Quel est le point où le calcul est facile ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 14:19

je pencherai plutot vers O donc si je comprends bien il faut faire
-mg 0 sin 25 + m g o sin 25 = ..
je pense que le calcul est faux

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:30

Oui, il faut choisir le point O

En O l'énergie potentielle de pesanteur est nulle (puisque l'on a décidé d'adopter le niveau du point O pour origine dans le calcul des variations de cette énergie potentielle de pesanteur).

En O toute l'énergie mécanique est donc sous la forme d'énergie cinétique

Que vaut l'énergie cinétique en O ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 14:32

merci
donc Epp= 0
ET L'énergie cinétique pour moi vaut
= 1/2mvo²=1/2 X 0,030 X 5
= 0,075 J
ç ca ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:37



Le raisonnement est correct mais pas l'application numérique Tu as oublié d'élever la vitesse au carré

Posté par
jean-michou
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:40

ha oui désolé c'est donc
Ec= 1/2 X 0,030 X 25
= 0,375 J
ç ca
donc si j'ajoute les deux
c'est :
Ec + Epp = 0,375 + 0
= 0,375 j
ç CA

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 14:41

désolé j'ai du me connecter sur l'adresse de ma copine car son ordi vient de bloquer

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:45

Oui, 0,375 J
ou
0,375 joule

Le symbole prend la majuscule en l'honneur de James Prescott Joule

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 14:46

oui désolé
donc la somme c'est bien 0,375 J

Posté par
jmt
réponse 20-02-08 à 14:57

donc si je comprends bien Ec = 0,375 J
et la somme vaut aussi 0,375 J ?
ET une autre question si je dois déterminer pour quelle abscisse X1 la vitesse du solide n'est plus que V1 = 4,00 m.s-1
Alors à cette question ça serait très gentil de me mettre sur la voie car je ne vois pas du tout koi faire ?
merci

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:57

L'énergie mécanique (somme des énergies potentielle de pesanteur et cinétique) vaut à tout instant 0,375 J (en l'absence de frottements)

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 14:59

Si la vitesse n'est plus que de 4,00 m.s-1
. c'est que l'énergie cinétique a diminué
. et donc que l'énergie potentielle de pesanteur a augmenté de la même quantité
. d'où le calcul de x

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 15:02

MERCI donc si je comprends bien je ferai comme ça

vitesse = x sin 25
4,00 = x sin 25
x = 9,46

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:05

            

Comment calcules-tu l'énergie cinétique ?
Comment calcules-tu l'énergie potentielle de pesanteur ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 15:07

Ec = 1/2 x 0,030 x 16
Ec = 0,24 J
Mais 'énergie potentielle ici ne vaut pas O ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:09

Ce calcul est juste.

Quelle est donc la diminution d'énergie cinétique ?
Quelle est en conséquence l'augmentation d'énergie potentielle de pesanteur ?

Quelle est la valeur de x qui correspond à cette énergie potentielle de pesanteur ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 15:13

merci
Ec = 0,375 - 0,24
Ec = 0,135 J DONC il y a une différence de 0,135 J
donc l'énergie potentielle pour moi vaut 0,135 J C ça
mais le calcul de x on le fait à partir de koi

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:16

La réponse est plus haut... par exemple dans mon message de 13 h 27

Je n'ai pas l'impression que tu cherches à comprendre.

Posté par
jmt
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:22

désolé encore je croyais juste qu'il fallait faire qu'un  calcul pour moi x vaut 1,09 m


Epp = m.g.z = m.g.sin() = m.g.x.sin(25°)
0,135 = 0,030 . 9,8 . X . SIN 25
0,135 = 0,294 . X .SIN 25
0,135 = 0,294 . X . 0,423
0,135 = 0,124 . X
X = 0,135 / 0,124
X = 1,09 m c ça ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:27

Oui, c'est cela !

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 15:36

merci
donc si je comprends bien
si pr exemple j'ai comme question : avec quelle vitesse V2 le mobile atteint-il le point B situé à l'extrémité du plan incliné à x2 = 1,20 m de O ?
MOI JE dirai que V2 vaut a peu près 3,16 m.s-1 C ça ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:44

Je ne trouve pas cette valeur. Quel calcul as-tu fait ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 15:48

merci alors j'ai fait
Epp = m.g.x.sin 25
EPP = 0,030 X 9,8 X 1,20 X sin 25
Epp = 0,15 J
DONC Ec = 0,15 J
DONC Ec = 1/2 X 0,030 X v²
0,15 = 1/2 X 0,030 X V²
v = 3,16 m.s-1

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 15:54

C'est correct. Désolé.

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 15:59

bon vous voyez je cherche à comprendre
mais j'ai encore une petite question si vous voulez bien
arrivé au point B  le solide quitte le plan incliné et retombe par terre dans le même plan horizontal que le point O.
Avec quelle vitesse V3 le solide entre -t-il en contact avec le sol ?
Moi j'ai trouvé 3,16 m.s-1 le même résultat quand il es tout en haut je pense que c'est faux

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 16:08

Oui, c'est faux.

Et il n'y a aucun calcul à faire quand on a compris.

Il faut connaître son énergie cinétique qand il retombe dans le plan horizontal qui passe par le point O :
. Quelle est son énergie potentielle dans ce plan ?
. Donc tu connais son énergie cinétique puisque l'énergie mécanique est constante...
. Donc tu connais sa vitesse dans ce plan.

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 16:14

merci J'ai refais des autres calculs et je trouve 5,09 m.s-1
C ça ??

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 16:26

est ce que vous avez trouvé ce résultat là ?

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 18:45

Je n'ai fait aucun calcul. Et je dis que la vitesse sera de 5 m.s-1

Parce que dans le plan horizontal qui passe par O l'énergie potentielle de pesanteur est nulle et l'énergie mécanique est sous forme d'énergie cinétique. En O la vitesse est de 5 m.s-1 donc quand le mobile passe à nouveau dans ce plan sa vitesse (puisqu'il n'y a pas eu de frottements) est à nouveau de 5 m.s-1

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 19:38

merci de m'avoir répondu je pensai qu'on devait utiliser la formule v² = 2 g h

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 20:20

Quelles sont les conditions dans lesquelles cette "formule" a été démontrée ? Ces conditions sont-elles remplies ici ?

Posté par
jmt
re 20-02-08 à 20:48

non désolé je me suis trompé
et je vous remerci encore de votre aide et peut etre à une prochaine fois

Posté par
Coll Moderateur
re : exercice de physique trop compliqué pour moi 20-02-08 à 20:55

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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