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Exercice sur les forces (loi de Newton)

Posté par
abc04
15-02-10 à 12:49

Bonjour!
J'ai un DM à faire.. Et il se trouve que cet exercice me pose quelques problèmes... :/

énoncé: Bobsteigh

Un bobsleigh est un traîneau qui glisse pratiquement sans frottement sur une piste verglacée. Le bobsleigh est lancé et décrit un mouvement rectiligne uniforme (vecteur v constant) sur une piste horizontale.

l. Dresser l'inventaire des forces qui s'exercent sur le bobsleigh.(La poussée d'archimede et les frottementqs sont néglieables devant les autres forces.)

2. Quelle relation lie ces forces ?

3. Dans ces conditions, le bobsleigh pourra-t-il prendre le virage au bout de la piste représenté ci-dessous ? Justifier.
Image 1

4. On souhaite que le bobsleigh tourne à la vitesse v constante. ll est représenté sur le schéma suivant à deux instants proches t1 et t2 encadrant I'instant t (v, - v, = y).
image2

a. Construire au point G à I'instant t le vecteur v=v2-v1
b. Par quel point particulier passe la direction de ce vecteur?
c. En déduire la direction et le sens que doit avoir la résultante des forces appliquées au bobsleigh pour qu'il décrive le virage à vitesse constante.

5. Pour réaliser cette condition, on releve le virage comme le montre le schéma ci apres.

a. Représenter sur un schéma, sans souci d'échelle, les forces
qui s'exercent sur le bobsleigh dans ces conditions.
b. Montrer que pour une certaine valeur de la réaction de la
piste, la résultante des forces peut avoir la direction et le sens
déterminés à la question 4c.
c. Calculer cette valeur si P = 1 000 N et cr = 30".
image3
---------------------------
Voici ce que j'ai fait:
Pour la 1) je pense que les forces se limitent à P et R

Pour la 2) le mouvement est rectiligne uniforme (vecteur v constant) donc je pense qu'il s'agit de le premiere loi de newton? P+R=0?

Pour la 3) je pense que non, car le vecteur v est toujours dans la même direction, mais je ne sais pas l'expliquer..

Pour la 4) a- c'est bon..!
           b- la direction du vecteur passe par O            
           c- j'en deduis que la direction de la resultante des forces à le même sens et la direction mais cela s'applique d'habitude à des vitesses non constantes. pourquoi alors ici on nous parle de vitesse constante???

Est ce que quelqu'un pourrait m'aider, voir me corriger SVP???
MERCI
---------------------------
données:respectivement image 1 et 2

Exercice sur les forces (loi de Newton)

Exercice sur les forces (loi de Newton)

Posté par
Awnorus
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 15-02-10 à 16:02

1-/ Bilan des forces s'exerçant sur le système constitué du bobsleigh : le poids, la réaction de la piste sur le bobsleigh (uniquement une composante normale car il n'y a pas de frottements).

2-/ La première loi de Newton, c'est exacte, dans un cas plus général, on emploie la seconde loi de Newton, encore appelée : principe fondamentale de la dynamique qui énonce :
0 = R + P car la vitesse est constante et que l'accélération c'est la dérivée de la vitesse (et la dérivée d'une constante c'est 0).
[Je ne sais pas si c'est au programme de première scientifique ; si ce n'est pas le cas, oublie jusqu'à l'année prochaine].

3-/ On sait bien que le bobsleigh prend le virage en réalité, on en a tous vu à la télévision et au premier virage, il ne se plante pas dans le décor ; lorsqu'il va arriver au bord, il va y avoir une nouvelle force qui va s'exercer sur le système : la bordure sur le bobsleigh, ce qui va le faire tourner.

D'après la première loi de Newton (principe d'inertie), la somme des forces qui s'exercent sur le bobsleigh est nulle : P + R = 0, donc le mobile à un mouvement rectiligne uniforme ou est au repos (la vitesse est non nulle donc il n'est pas au repos).
Par conséquent, au niveau du virage, le mobile va aussi avoir une trajectoire rectiligne uniforme si le bilan des actions extérieurs reste nul ! Comble, ça ne serait plus un virage alors... Comme le bobsleigt tourne, la somme des forces n'est plus nulle ; il y a donc une autre force qui se manifeste.

4-/
a) OK
b) J'aurais eu tendance à dire par "G"... On a une trajectoire circulaire uniforme, donc le vecteur vitesse est tangent à la trajectoire ; ça va lui être difficile de passer par le centre s'il est tangent au cercle.
c) Je n'ai pas compris ta réponse.
Le bobsleigh tourne vers la gauche, ça veut donc dire qu'il y a une force qui s'exerce sur le bobsleigh orientée vers la gauche (sinon, ça ne tournerait pas).
En effet : on sait que R + P = 0 (le poids et la résultante normale), ces forces n'interviennent donc pas dans le mouvement (elles ne travaillent pas). J'ai une explication plus correcte, mais elle utilise le principe fondamentale de la dynamique...

Posté par
zaza3
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 16-02-10 à 22:34

bonjour
j'ai le même exercice, et l'aide ma beaucoup aidé merci.
mais j'ai du mal pour les questions 5 surtout la b) et la a)
pouvez vous m'aider s'il vous plait
merci

Posté par
Awnorus
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 16-02-10 à 23:16

Il me faudrait l'image 3 pour pouvoir vous aider. Un schéma grossier sur paint devrait suffire sinon.

Posté par
zaza3
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 17-02-10 à 11:05

voila un shéma maison

Exercice sur les forces (loi de Newton)

Posté par
Awnorus
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 17-02-10 à 14:36

Super

Alors, le bobsleigh il est toujours soumis à son poids et à la réaction normale du support.
Le poids, il est vertical, et la réaction normale et bien elle est normale au virage.

On se donne deux axes :
L'axe \vec{e_y} qui est selon le poids (vertical), on l'orientera dans la direction que l'on veut, de préférence vers le haut (parce que quand on débute, on cherche pas à faire compliqué).
L'axe \vec{e_x} qui lui est perpendiculaire à \vec{e_y} et qui est orienté vers l'intérieur du virage (vers O donc... \vec{e_x} est horizontal car \vec{e_y} est vertical).

On projette les forces sur ces axes, et normalement, là, vous savez faire où ça devrait venir en réfléchissant un peu.

Il faut faire un beau schéma, compréhensible, avec des couleurs et même des carreaux si on peut, ça aide à ne pas dire de bêtises.

Une fiche de cours existe pour t'aider éventuellement lors des projections : [lien] (<= clique sur la maison).
C'est la troisième méthode : méthode analytique.

Posté par
zaza3
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 17-02-10 à 18:18

merci beaucoup
et je voulais demander pour le a) du 4: il faut trouver le vecteur v=v2 - v1
est-ce qu'il faut faire Vt= t1-t2 / 2t ?
merci de bien vouloir m'aider

Posté par
abc04
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 08-03-10 à 15:27

Encore un petit souci pour la 5 b)

Je pense que la valeur de le réaction totale R est opposée à P mais je ne sais pas l'expliquer.. dans ce cas la valeur serait égale à P.. et pourquoi alors on nous donne le cos???
Est ce que quelqu'un pourrait m'aider SVP???

MERCI

Posté par
abc04
forces lois de newton 09-03-10 à 18:02

énoncé: Bobsteigh

Un bobsleigh est un traîneau qui glisse pratiquement sans frottement sur une piste verglacée. Le bobsleigh est lancé et décrit un mouvement rectiligne uniforme (vecteur v constant) sur une piste horizontale.

l. Dresser l'inventaire des forces qui s'exercent sur le bobsleigh.(La poussée d'archimede et les frottementqs sont néglieables devant les autres forces.)

2. Quelle relation lie ces forces ?

3. Dans ces conditions, le bobsleigh pourra-t-il prendre le virage au bout de la piste représenté ci-dessous ? Justifier.
Image 1

4. On souhaite que le bobsleigh tourne à la vitesse v constante. ll est représenté sur le schéma suivant à deux instants proches t1 et t2 encadrant I'instant t (v, - v, = y).
image2

a. Construire au point G à I'instant t le vecteur v=v2-v1
b. Par quel point particulier passe la direction de ce vecteur?
c. En déduire la direction et le sens que doit avoir la résultante des forces appliquées au bobsleigh pour qu'il décrive le virage à vitesse constante.

5. Pour réaliser cette condition, on releve le virage comme le montre le schéma ci apres.

a. Représenter sur un schéma, sans souci d'échelle, les forces
qui s'exercent sur le bobsleigh dans ces conditions.
b. Montrer que pour une certaine valeur de la réaction de la
piste, la résultante des forces peut avoir la direction et le sens
déterminés à la question 4c.
c. Calculer cette valeur si P = 1 000 N et cr = 30".
image3
---------------------------

C'est pour la question 5 b) que je n'y arrive pas
Je pense que la valeur de le réaction totale R est opposée à P mais je ne sais pas l'expliquer.. dans ce cas la valeur serait égale à P.. et pourquoi alors on nous donne le cos???
Est ce que quelqu'un pourrait m'aider SVP???



pour voir les images: https://www.ilephysique.net/sujet-exercice-sur-les-forces-loi-de-newton-237341.html

MERCI

*** message déplacé ***

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces (loi de Newton) 09-03-10 à 20:42

Bonjour,

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?



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