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Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique

Posté par
Ju2
17-05-21 à 11:21

Bonjour, je suis sur un exercice en physique, sur les forces mécaniques mais je bloque complètement.
"Un skieur alpin est tracté à vitesse constante sur une piste rectiligne et inclinée. L'action de la piste est modélisée par une force R, perpendiculaire à la piste. Les fortement exercés par la piste sont eux, modélisés par une force unique F parallèle au déplacement et la traction de la perche par la force T.

Donnés : masse skieur : 85,5 Kg ; Vitesse de la remontée : 2,0m/s ; Longueur de la remonté : L=300m ; alpha = 22° ; beta = 30° ; T= 430N

1.
a. Effectuer le bilan des forces mécaniques qui agissent sur le skieur ?
Il y a donc la force R de la piste, la force F de frotement,  la force T, de traction de la piste, ainsi que le poids P, qui est l'action de la terre sur le skieur.

b. Qualifier le mouvement du skieur. Que  peut on dire de la résultante des forces ?
Le mouvement du skieur est rectiligne, et uniforme car il va à une vitesse constante.

c. En déduire la valeur de la somme de travaux des forces
je ne comprend pas comment réaliser cette question

2. Comment qualifier le travail associer à chaque force ?
Le poids à un travail nul car l'angle avec le mouvement est de 90°. La force T à un travail moteur car son angle avec le mouvement est <90. La force R est égal à 90° donc le travail est nul. Les fortement ont un angle de 0° avec le mouvement donc le travail est moteur.

3.
a. déterminer la différence d'altitude entre les deux extrémités de la piste
Pour cella là je ne comprend pas comment faire pour trouver l'altitude, je ne voit pas quel formule utiliser

b. Etablir l'expression littérale du travail de chaque force, puis calculer si possible la valeur.
Pareil pour celle - la je ne comprend pas bien comme calculer le travail d'une force
c. En déduire l'intensité de la force de frottement.

Merci d'avance pour vôtre aide

Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique

Posté par
vanoise
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 11:55

Bonjour
Si la somme des vecteurs forces appliquées au skieur est le vecteur nul et que le vecteur déplacement est le même pour toutes ces forces, que vaut la somme des travaux de ces forces ?

Posté par
vanoise
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 11:59

Pour la question 2 :  la force exercée par la perche fournit bien un travail moteur. Il y a des erreurs pour les autres forces. Pourrais-tu à nouveau scanner et poster ton schéma après y avoir ajouté les différents vecteurs forces ?  Plus facile ainsi de vérifier si tu as bien compris.

Posté par
Ju2
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 15:17

vanoise @ 17-05-2021 à 11:55

Bonjour
Si la somme des vecteurs forces appliquées au skieur est le vecteur nul et que le vecteur déplacement est le même pour toutes ces forces, que vaut la somme des travaux de ces forces ?


Bonjour, alors je ne suis pas sur de moi moi mais du coup,  la somme des travaux de ces forces est égal a 0. Désolé je ne suis pas très sur.

Posté par
Ju2
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 15:26

vanoise @ 17-05-2021 à 11:59

Pour la question 2 :  la force exercée par la perche fournit bien un travail moteur. Il y a des erreurs pour les autres forces. Pourrais-tu à nouveau scanner et poster ton schéma après y avoir ajouté les différents vecteurs forces ?  Plus facile ainsi de vérifier si tu as bien compris.


Voilà le schéma où j'ai représenté toutes les forces qui s'exercent sur le skieur.

Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique

Posté par
vanoise
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 16:36

Il s'agit d'étudier les forces exercées sur l'ensemble {skieuse+skis}, pas sur l'ensemble {skieuse+skis+perche}. La force de vecteur \vec T est la force exercée par la perche sur la skieuse, pas la force exercée par le câble sur la perche.
La force de vecteur \vec f exercée par la neige sur les skis est une force de frottement, elle freine le mouvement au lieu de l'accélérer.
Comme il s'agit de forces réparties en surface ou en volume, il n'y a pas de "point d'application particulier à ces forces, d'où la représentation des vecteurs forces à partir de points choisis arbitrairement.
Si :

\overrightarrow{P}+\overrightarrow{T}+\overrightarrow{R}+\overrightarrow{f}=\overrightarrow{0}

alors :

\left(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{T}+\overrightarrow{R}+\overrightarrow{f}\right)\cdot\overrightarrow{AB}=0

soit encore :

\overrightarrow{P}\cdot\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{T}\cdot\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{R}\cdot\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{f}\cdot\overrightarrow{AB}=0

Que représente chacun des quatre produits scalaires ? Facile alors de conclure.

Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique

Posté par
Ju2
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 16:47

Ahh oui je m'était emmêlé avec toutes ces forces . Donc enfaite là on peut donc dire que chaque produit représente enfaite l'expression du travail du chaque force qui s'exerce.

Posté par
Ju2
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 16:50

Et donc pour chaque force on doit faire :

P x AB = P x 300m = 0 x 300 = 0
et on doit faire ça pour chaque force pour trouver la valeur du travail de chaque force ?

Posté par
vanoise
re : Exercice sur la mécanique des forcesmécanique physique 17-05-21 à 18:41

La somme des quatre travaux est nulle. Chaque travail n'est pas nécessairement nul. Revois si nécessaire ton cours sur le sujet et sur la notion de produit scalaire.



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