Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

force exercé sur un plan incliné

Posté par
doris
26-10-08 à 18:25

bonjour !
voila j'ai un exercice ou l'on me demande de trouvé une force qui empêcherais mon bloc de glisser de la pente .
voici mon énoncé : pour construire les pyramide les égyptiens on sans doute utilisée la technique du plan incliné
on prendra pour inclinaison du plan :10° et comme valeur de l'intensité de la pesanteur  g=10N/kg

-on me demande d'abord de calculer la masse d'un bloc de pierre de 1m de coté de masse 2500kg
je trouve 25000N
-ensuite on envisage ce bloc immobile sur un plan incliné .
trouvé les forces.
sa c'est bon. y 'en a deux .tte deux opposé d'apres la 1er loi
-ensuite on y ajoute des rouleaux de bois entre le bloc et le plan afin de négliger les frottement .
Pour maintenir le bloc en équilibre on exerce une force F parallèle au sol,suivant la ligne de la plus grande pente .

dc la j'ai mis que P est vertical en partants du centre de gravité du bloc , ensuite R (la deuxième forces ) elle est perpendiculaire au plan d'après la deuxième loi de newton .
ensuite la 3em force  (qui doit empêcher le solide de glisser) je l'ai mise dans le sens opposé de la pente,a l'extremité du bloc.
mais je ne sais  pas si je dois calculer une force enfin ce qu eje  dois faire d'autre.
-projeter le poids suivant la ligne de plus grande pente.quelle est la valeur de cette composante ?
enfaite c'est surtout ici que je e comprends pas .avant c'est a peu pres bon !
- quelle doit etre la valeur minimal de la force F pour que le bloc monte le long du plan incliné?


j'ai mis l'énoncé avant au cas ou il y aurais besoin . et je n'ai pas vu encore ce chptre donc je bloque un peu pour les 3 dernières questions .

merci d'avance .

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 26-10-08 à 19:04

Re - bonjour,

On ne te demande sûrement pas de calculer la masse, puisqu'on te la donne ! On te demande peut-être de calculer le poids...

Après avoir mis les rouleaux le bloc va descendre si on n'exerce pas une force au moins égale à la composante du poids parallèle au plan incliné.

Quelle est donc l'intensité de la composante du poids parallèle au plan incliné ?

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 26-10-08 à 19:23

oui re bonjour !
donc il me faut le poids de F
le problème c'est que je ne sais pas comment la calculé étant donnée que j'ai rien dessus .
mais si elle doit être égale se pourrait 'il que la formule sois celle ci :
R+P+F =o ?
et si on décompose r sa nous donne :
f+N+P+F=0
et nous notre direction est vertical dc on aurait P+N =0
et direction horizontale sa nous donne : f+F =0
si F > f m le mobile se deplace

mais pour trouver une valeur c'est autre chose!

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 07:19

Avant de placer des rouleaux, on peut se satisfaire de cette figure (pour voir clair je n'ai pas respecté l'angle de 10° entre le plan incliné et l'horizontale ; j'ai pris un angle de 30°) :

force exercé sur un plan incliné

Elle montre bien que la réaction du support est égale et opposée au poids. La somme vectorielle de ces deux forces est nulle.
Il est traditionnel de décomposer la résultante \vec{R} en deux forces :
. l'une perpendiculaire au support (donc dirigée selon Oy) que l'on nomme la réaction normale du support
. l'autre parallèle au support (donc dirigée à l'opposé de Ox) que l'on nomme forces de frottement.

Une fois que l'on a placé les rouleaux, la force de frottement disparaît selon l'énoncé ; pour assurer l'équilibre il va falloir la remplacer par une force \vec{F}
La réaction du support est maintenant perpendiculaire au plan incliné ; c'est la force \vec{N}

force exercé sur un plan incliné

Puisqu'il y a équilibre, ou mouvement rectiligne uniforme, la somme des trois forces \vec{P}, \vec{F} et \vec{N} est nulle ( \vec{0} )

Pour calculer chacune de ces forces il faut décomposer le poids \vec{P} en deux composantes :
. une composante \vec{Px} qui est parallèle au plan incliné
. une composante \vec{Py} qui est perpendiculaire au plan incliné

Ceci permet de trouver toutes les valeurs puisque tu connais ||\vec{P}|| = 25 000 N
ainsi que l'angle entre le plan incliné et l'horizontale : 10°

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 12:01

donc vu que c'est nul : P+F+N=o
     dc F+N=-P

dc  F+N =25 oooN

et apres on fait avec les valeurs absolue non ?

dc la valeur absolue de F = a la valeur absolue de N = a la valeur absolue de P

dc F doit vaut 25OOON ?


dsl je nage un peu je n'ai pas vu ce chapitre et je n'ai meme pas une  formule ... j'ai l'impression de partir dans le mur !
mais en gros je comprend ce que tu m'a dis ,rassure toi  mais je vois pas a quoi nous sers Px et Py

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 12:02

a oui mais il y a l'angle !!
donc on fait 25000  2cos  de l'angle .?

25000 2cos (10°) ?

et ainsi on obtient notre résultat?

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 12:17

et on obtient ........... heu environ 49240.4 N
en faite c'est quasiment les 2 intensité reunis .
je suis sur la bonne voie ou je m'enfonce dans la betise ?
^_^ ?

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 14:15

Le bloc de pierre sera immobile (ou en mouvement rectiligne uniforme) si :
.\vec{P}\,=\,-\vec{R}
. ou, en projetant cette égalité sur les axes Ox et Oy dans le cas où l'on veut mettre en évidence la force \vec{F}
si
\vec{Px}\,=\,-\vec{F}

Quelle est donc l'intensité (la norme...) de Px ?

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 17:06

ben Px = F
seule la direction change !
mais on connait pas F !enfin sauf si ce que j'ai fait au dessus et jsute mais c'est pas le cas ....


est ce qu'on peut partir différemment sinon ?
hier dans l'exercice qu'on avait  on avait F qui est ici R .
et on nous demandais F1 et F2 ou dans ce cas pressent Px et Py
est ce qu'on peut repartir des même formule ?

R= Px +Py donc la valeur de ma composante verticale est cos °

et le lien avec P est :  Px = Py = R = P 2cos °
                                   dc on a 25000 2cos 10
                                           =49240 N

j'obtiens tjrs ce resultat .
dc Px = 49240 N ?
:?:?:?:?                      

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 20:54

Je ne comprends pas ce que tu fais. La solution tient en deux lignes.

1) Que vaut Px en fonction de l'intensité du poids P et de l'angle que fait le plan incliné avec l'horizontale ?

2) Application numérique :
P = 25 000 N
= 10°
Px ... N

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 27-10-08 à 22:39

25000 sin 10
=4341 newton?

Oo zut xd . dsl mais moi la je ne comprend vraiment rien .
je vois le rapport mais je ne sais pas comment trouver la valeur .
dans tout les cas il me faut Px ou F et je ne connais rien .

bon c'est pas grave sinon je vais me débrouiller car a force tu risque que te taper la tête contre un mur ! et ce serais dommage.
merci quand même !

et désolé de t'avoir fait perdre ton temps sur ces  2 petites questions surement très simple mais je ne vois pas comment faire .

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 28-10-08 à 07:44



En projetant le vecteur \vec{P} dont la norme est P sur l'axe Ox on obtient la composante Px

Px = P.sin()

Application numérique :
Px = 25 000 sin(10°) 4 341 N

Remarque sur les écritures :
1) écriture des nombres : toujours par tranches de 3 chiffres de part et d'autre de la virgule
(donc pas 25000 ni 4341 mais 25 000 et 4 341)
2) écriture des unités :
. soit en toutes lettres et dans ce cas sans majuscule mais éventuellement avec le pluriel (exemples : 25 000 newtons, comme 15 mètres ou 1 013 hectopascals)
. soit avec le symbole de l'unité qui ne prend jamais le pluriel (on confondrait avec le symbole des secondes) et qui prend une majuscule pour les unités dont le nom vient d'un savant (ici le symbole de newton est N)
_________________________

Je souhaite vraiment que tu comprennes !
Quand on projette un vecteur sur un axe pour connaître la composante de ce vecteur sur cet axe on multiplie le vecteur par le cosinus de l'angle entre le vecteur et l'axe.
Cet angle pour le vecteur \vec{P} et l'axe Ox vaut 3$\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha
et
3$\cos\(\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha\)\,=\,\sin\(\alpha\)

La composante Py du poids est celle qui "appuie" sur le plan incliné. Si ce plan incliné est très rigide le bloc ne s'enfoncera pas (ou peu) : le plan incliné réagit à cette action par une "réaction" , la "réaction normale" au plan qui est représentée par le vecteur \vec{N}.

Il y a deux forces égales et opposées selon cette direction Oy et il n'y a pas de mouvement dans cette direction.

Selon la direction Ox s'il n'y avait que Px, le bloc prendrait de la vitesse dans le sens de la descente (deuxième loi de Newton)
Aussi pour maintenir le bloc immobile ou pour lui donner une vitesse uniforme selon Ox (première loi de Newton ou principe d'inertie) il faut une force égale et opposée à Px : c'est la force représentée par le vecteur \vec{F}

Es-tu d'accord ? N'hésite pas à le dire si tu ne comprends pas.

Posté par
doris
re : force exercé sur un plan incliné 28-10-08 à 09:03

ui jusque là je suis tout a fais d'accord .
apres ce qui est des lois sa aussi c'est bon . c'etait juste le fais de trouver la valeur de F qui m'embêter un peu!
mais c'est bon .

excuse moi pour les écritures quelques fois mais j'avoue que je n'écris pas souvent sa sur mon ordi !
c'est vraiment en cas de problème !

donc maintenant on sais que F et Px valent tous deux 4 341 N  
-projeter le poids suivant la ligne de plus grande pente.quelle est la valeur de cette composante ?
donc la en faite il fallait représenter Px dont la valeur est 4 341 N ?c'est bien cela ?

- quelle doit être la valeur minimal de la force F pour que le bloc monte le long du plan incliné?
et donc pour la dernière question :la valeur F doit être superieur a 4 341 N pour pouvoir remonter la pente.

dsl mais je récapitulais un peu pour moi même car je savais plus trop a quoi correspondais quoi !
en tout cas gros merci .
et c'est gentil d'avoir répondu a mon ancien post .

a si j'ai une derniere question jsute comme sa !

il y a un calcul a faire quelque chose ?
apres pk on utilise sin ° sa c'est bon !!


comment sais on que :\vec{P} et l'axe Ox vaut 3$\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha
et
3$\cos\(\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha\)\,=\,\sin\(\alpha\)

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 28-10-08 à 14:46

L'angle entre le plan incliné et l'horizontale vaut

C'est aussi l'angle entre la verticale et la perpendiculaire Oy au plan incliné : théorème de géométrie ! Deux angles dont les côtés sont deux à deux perpendiculaires ont même mesure !

cos(90° - ) = sin() c'est de la trigonométrie.

Posté par
notalone
re : force exercé sur un plan incliné 03-11-08 à 21:09

bonjour
Pour l'instant je ne comprends toujours pas ce que signifie " projeter le poids suivant la ligne de la plus grande pente. "
Qu'est ce que signifie projeter ?
Le poids : qu'est ce que c'est ?
Et qu'est ce que c'est la plus grande ligne de la pente.

J'ai cherché, et j'ai trouvé quelque chose, mais je suis vraiment pas sur :
en faite le poids serait dans ce cas la somme vectorielle entre force du support sur la masse et le poids.
Cela donne ainsi une forces de 4300 N environ.
Mais projeter qu'est ce que c'est ?
Et la ligne de la plus grande pente ???
Merci.
Je pense que lorsque quelqu'un m'aura expliqué cela je pourrais avancer.
Merci par avance de votre aide.

Posté par
Coll Moderateur
re : force exercé sur un plan incliné 04-11-08 à 08:36

Si tu poses une bille doucement (c'est-à-dire sans vitesse initiale) sur un plan incliné elle va rouler... en suivant la ligne de plus grande pente (à la condition qu'elle soit bien sphèrique ; c'est d'ailleurs ainsi que les industriels qui fabriquent des roulements à billes trient les billes bien sphériques de celles qui ne le sont pas)
D'accord ?
Elle ne va pas monter (energie !) Elle ne va pas rouler à l'horizontale ; elle va descendre. Et entre tous les chemins possibles pour la descente, elle va choisir celui qui descend le plus : c'est la ligne de plus grande pente.
Tu as bien une bille : fais l'expérience !
______________________

Une force est représentable par un vecteur. Tu as appris en mathématiques comment on peut additionner (règle du parallèlagramme par exemple) deux vecteurs ; on peut aussi considérer qu'un vecteur est la somme de deux autres vecteurs qui sont ses composantes. On considérera de même qu'une force peut être la somme de deux autres forces, que l'on peut nommer ses "composantes" selon des directions qui nous intéressent.
Projeter : ce sera chercher la composante d'un vecteur (ou d'une force) dans une direction (un axe) particulier et qui simplifie le problème.
On considère un représentant du vecteur dont l'origine est sur l'axe. Puis on "projette" c'est-à-dire que l'on mène par l'extrêmité du vecteur la perpendiculaire à l'axe : le vecteur qui joint l'origine au pied de la perpendiculaire est la projection du vecteur de départ sur l'axe.

Ouvre ton livre de physique : je suis sûr que tu trouveras de telles projections presque à chaque page !



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !