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Force exercée par un ressort

Posté par
Huorn
11-11-08 à 12:52

Bonjour,
J'ai cette exercice à faire, vous allez me dire : <<dit nous ce que tu as fait pour le moment que l'on puisse t'aider>>. Seulement le probleme est bien là, je n'ai rien compris, nous n'avons pas encore fait le cours sur çà et j'ai pourtant bien regardé dans mon livre mais rien ne m'éclaire...
J'espère en postant ici que vous allez pouvoir m'aider.

Voici l'exercice :

Pour mesurer la valeur de l'intensité de la pesanteur on utilise un gravimètre. Le gravimètre de Worden est un système utilisé pour de smesures relatives de l'intensité de la pesanteur.
Une lunette de visée permet de mesurer avec une grande précision la longeur d'un ressort très sensible auquel est accroché une masse.
En deux points A et B où les valeurs gA et gB de l'intensité de la pesanteur sont connues avec une grande précision, on mesure à l'équilibre, les longeurs lA et lB du ressort.
On mesure ensuite la longeur lC du ressort au point C pour lequel on veut connaître la valeur gC de l'intensité de la pesanteur.

a. Pour un ressort vertical exerçant une force de valeur f=k(l-l0) sur un objet de masse m suspendu à son extrémité inférieur, jusitifier l'affirmation: <<L'intensité g de l apesanteur est une fonction affine de la longeur l du ressort : g=l+
et étant des constantes.
l0 étant la longeur à vide du ressort, l sa longeur lorsqu'il supporte l'objet de masse m et k sa constantede raideur >>.

b. Exprimer la constante en fonction de lA, lB, gA et gB.

c. Etablir la relation :
gC=gA+((gA-gB)/(lA-lB))x(lC-lA)

d. En deduire la valeur de gC

Données:
*gA=9,809 397 N/Kg
*gB=9,807 884 N/Kg
*lA=196,57 mm
*lB=73,42 mm
*lC=134,12 mm

Merci pour ceux qui m'aideront

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 11-11-08 à 13:40

Bonjour,

Comment appelles-tu la force qui attire vers le centre de la Terre un objet de masse m ?
Cette force est celle qui provoque l'allongement du ressort.

L'énoncé note f l'intensité de cette force. Comment exprimes-tu cette intensité f en fonction de la masse et de l'intensité de la pesanteur ?

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 11-11-08 à 15:20

La force de la pesanteur
F=mg
Mais je ne vois pas en quoi cela m'aide...

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 11-11-08 à 16:49

Oui, cette force est le poids.

Donc :

m g = k ( l - l0 )

Voilà qui doit permettre de répondre facilement à la première question !

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 11-11-08 à 20:13

Escuse moi coll,
En fait je comprend ce que tu me fais faire mais je ne comprend pas le but de l'exercice.
On doit partir de :
f=k(l-l0) pour trouver g=l+
en passant par F=mg c'est çà ?!
Donc on a : g=kl-kl0 et g=(k(l-lo))/m
et faut trouver g=l+?!
Desolé je ne comprend pas...

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 11-11-08 à 21:34

Oui, c'est cela ; mais il faut écrire une ligne de plus :

g = [k (l - l0)] / m
g = (k/m) l - (k l0) /m

donc
= k/m
et
= k l0 / m

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 05:48

Merci coll,
mais a moin que je me trompe,
= -(k l0 / m) non ?

Pour la suite j'ai cherché un peu, et j'en suis là:
mA=(k(lA-l0))/gA et mB=(k(lB-l0))/gB
donc =gA/(lA-l0) et =gB/(lB-l0)
Je me trompe ou pas ?!
J'ai repondu à la question b ? ou je dois avoir qu'une une formule est égale à quelque chose ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 08:35

Tu ne te trompes pas ! J'ai oublié le signe "moins"
Donc
= k/m
et
= -k l0 / m

(et on n'en aura pas besoin pour la suite...)

Question b :
gA = lA +
gB = lB +

En retranchant la seconde équation de la première tu "élimines"
D'où

Question c :
Tu écris encore une relation identique mais pour l'équipement situé au point C

A toi !

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 10:18

Ok ok mais je vais me concentrer sur la b pour le moment...

Alors je ne comprend pas pourquoi ma façon est pas bonne :
On sait que :
m=f/g donc je remplace par la masse de mA, la F de A et le g de A et de la meme maniere avec B. On obtient:
mA=(k(lA-l0))/gA et mB=(k(lB-l0))/gB
sachante que =k/m
on a donc =gA/(lA-l0) et =gB/(lB-l0)
Non ?

Sinon par votre façon c'est une equation a 2 inconnus ou l'on utilise la substitution pour la resoudre c'est cela ?! Donc:
gA = lA + et gB = lB +
=(lA)/gA
d'ou gB=lB+(lA/gA)
gB=(lB+(lA/gA))
alors =gB/(lB+(lA/gA))

Qu'est-ce qui est bon ? Qu'est-ce qui est faux ?
Merci encore Coll

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 10:28

Ta méthode ne peut pas convenir :
. on ne connaît pas la masse m
. cette masse ne change surtout pas entre le point A et le point B

Ta manière de résoudre le système ne convient pas du tout.
Tu te compliques bien la vie en calculant dont on n'a pas besoin.
Si tu veux vraiment le calculer, alors = gA - .lA

Mais je te répète que l'on n'en a pas besoin.

Retranche la seconde équation de la première :

gA - gB = (lA - lB)
et donc
= ...

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 11:49

Ouille Ouille rien de bon, mais j'ai compris,
Je recommence mon petit b.
gA-gB=(lA+)-(lB+)
gA-gB=lA+-lB-
gA-gB=lA-lB
gA-gB=lA-lB
gA-gB=(lA-lB)
d'ou =(gA-gB)/(lA-lB)

Pour le c. je viens de trouver, grâce a votre aide :
gC-gA=(lC-lA)
gC-gA=((gA-gB)/(lA-lB))(lC-lA)
gC=gA+((gA-gB)/(lA-lB))(lC-lA)

Et la question d. ne comporte aucune difficulté je pense, ce n'est plus du raisonnement mais que du calcul...

Je vous dis Vraiment Merci Beaucoup pour votre aide !!
Si vous pouviez quand meme me confirmer que j'ai bien juste...
Encore merci!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 11:54

Ton message de 11 h 49 :

Tout est bon !

Mais tu peux poster ton résultat numérique pour la dernière question. Je vérifierai !

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 14:29

gC=gA+((gA-gB)/(lA-lB))(lC-lA)
gC=9,809 397+((9,809 397-9,807 884)/(196,57-73,42))(134,12-196,57)
gC=9,808629

Voilà...
Merci encore d'avoir prit du temps pour moi

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 17:27

J'ai arrondi (je ne refais pas le calcul pour vérifier) à 9,808 630 N.kg-1 (ou m.s-2)

N'oublie jamais l'unité en physique ! Le résultat ne veut plus rien dire.

La mesure de l'intensité de l'accélération due à la pesanteur est devenue une mesure que la physique sait faire avec une très grande exactitude. Depuis assez longtemps (pour la recherche du pétrole en particulier) avec l'exactitude de ton énoncé. Mais depuis quelques années on fait beaucoup mieux encore !

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 17:28

J'ai oublié :

Je t'en prie et à une prochaine fois !

Posté par
Huorn
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 17:57

Et oui l'unité -_-'
A la prochaine, çà ne tardera pas, régulièrement je peine sur un exercice de physique...

MERCI

Posté par
Coll Moderateur
re : Force exercée par un ressort 12-11-08 à 18:14

Un vrai conseil si tu peines en physique : intéresse-toi aux unités ! Je te garantis que c'est l'une des clefs de la physique !



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