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Niveau seconde
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forces

Posté par
cocotte12
15-04-10 à 12:09

Arnaud a l'habitude de se rendre à son travail en voiture. Juste avant d'ariver à son bureau, il parcourt une grande ligne droite au bout de laquelle se trouve un virage 90 degres. Si aucun feu ne l'arrete il roule à 45km/h. Mais un jour en hiver il y a du verglas et lorqus'il arrive au virage sa voiture contibnue tout droit et il arrive dans une boutique ...
Par temps sec:
1) quelle sont les forces qui s'exercent sur la voiture dans la ligne droite par temps sec?
Et que peut-on dire de ces forces (ça je n'ai pas compris)

2)a)en est-il de même dans le virage? (pour moi c'est non)
b) Par analogie avec le mouvement circulaire du mobile autoporteur accroché par une ficelle, donner les caractéristiques de la force de frottement supplémentaire (adhérance) exercée par la route sur les pneus de la voiture.
c) Placer ces forces sur un schéma

A la question 1 je pense qu"il ya les force de reaction(route) le poids la gravité et les force de frottements
Question 2 je pense que ce ne sont pas les mêmes forces

Mais après j'ai rien fait !


Je ne comprends vraiment pas pouvez vous m'aider? Même un tout petit indice pourrait etre suffisant Merci

Posté par
Toonagua
re : forces 15-04-10 à 18:54

1) Tu oublies la force exercée par le moteur sur la voiture.
"Que peut-on dire de ces forces ?" signifie que tu dois donner le point d'application de chacune, sa direction et son sens.

2) En effet c'est non,(et ce sera toujours non)

Posté par
cocotte12
re : forces 15-04-10 à 20:03

La force centriguge ? pour le moteur de la voiture
Merci pour ces indictaions au tout cas
et pour la question 2 b je n'ai pas du tout compris la question... mais merci quand même

Posté par
efpe
re : forces 15-04-10 à 20:53

La force exercée par le moteur sur la voiture ?!
On isole la voiture donc le moteur en fait partie, il ne peut agir sur lui-même. Si on veut tenir compte de la force qui propulse la voiture c'est plutôt une force exercée par les roues sur le sol (comme quand nous marchons).
Pour la 2b, pense à la ficelle qui doit retenir le mobile lors du mouvement circulaire ...

Posté par
cocotte12
re : forces 16-04-10 à 11:19

D'accord donc en tout il y le poids la force de reaction la force de poussée et la force d'interaction gravitationnelle.

b) J'eesaie de m'imaginer ce que voud dites mais je n'y arrives pas , peux tu me donner un peu plus d'indication ? MERci

Posté par
efpe
re : forces 16-04-10 à 11:26

euh je te rappelle que le poids est la force gravitationnelle exercée par la terre sur les objets, ne la compte pas deux fois ...

b) Prends l'image d'un objet que tu veux mettre en mouvement circulaire (comme le mobile). Tu vas vite te rendre compte qu'il vaut pour cela qu'il existe une force qui le "tienne" (comme la corde dans le cas du mobile). Autre exemple : tu prends un objet attaché à une corde et tu le fais tourner au dessus de ta tête, si jamais la corde casse ou si tu lâche la corde, l'objet part ! Il ne continue pas son mouvement circulaire car il n'y a plus rien pour l'obliger à rester en mouvement circulaire. C'est l'effet centrifuge qui le fait partir.
Dans le cas d'une voiture qui tourne c'est pareil sauf qu'il n'y a pas de corde et ce sont les roues qui frottent sur le sol pour l'empécher d'aller vers l'extérieur du virage où l'entraine l'effet centrifuge.

Dernier exemple : la lune tourne autour de la terre, grosso modo en mouvement circulaire. C'est la gravitation qui joue le role de corde. Si jamais la terre disparait (donc si on coupe la corde) la Lune ne continuera pas son mouvement circulaire ! Elle partirait dans l'espace

Posté par
cocotte12
re : forces 16-04-10 à 13:02

D'accord mais alors quelles sont les caractéristiques de la force de frottement supplémentaire (adhérance) exercée par la route sur les pneus de la voiture.
Parce que là on m'expliques comment ça marche ( d'ailleurs merci )mais les caractéristiques sont lesquelles .

Pour le 1b on peut dire que ces forces se compensent non ?

Posté par
efpe
re : forces 16-04-10 à 13:48

1)b) Que peut-on dire de ces forces ?
Hum est-ce qu'on entend par là la description des forces, ce que Toonagua avait proposé : direction, sens, norme etc
ou alors il faut dire effectivement que ces forces se compensent (en mouvement rectiligne uniforme seulement)

Pour les forces de frottement supplémentaires pour vaincre la force centrifuge, je ne sais pas si on peut les expliciter clairement et/ou si c'est du niveau de 2nde.
En tout cas, ce que je peux te dire c'est que pour un mouvement circulaire uniforme, la force centrifuge est de la forme F = m*V²/R * OM   avec m la masse de la voiture, V sa vitesse, R le rayon du virage et OM un vecteur UNITAIRE de direction O centre du virage M centre de la voiture.
Donc a priori je dirais que les forces de frottement en question s'opposent à cette force. Je ne suis pas sûr qu'on t'en demande autant mais au moins de mettre qualitativement le sens et la direction de cette force de frottement.

Posté par
cocotte12
re : forces 17-04-10 à 15:01

Merci beaucoup pour toutes ces précisions ! Sinon apres lorsque le route est verglacée :
1) cela a t-il une incidence dans la ligne droite?
2)Quelle force devient quasiment nulle dans le virage?
3)Que peut-on dire des forces qui s'exercent sur la voiture dans le virage verglacé? En déduire le mouvement de la voiture.

Si vous pouvez aussi m'aider à ces questions ça serait gentil

Posté par
efpe
re : forces 17-04-10 à 15:42

1) En ligne droite et à vitesse constante, ça n'a pas d'influence. en revanche si on accélère, si (patinage)

2) Dans le virage la force de frottements des pneus dont on parlait ne peut plus s'exercer !

3) Dans ce cas il n'y a plus de force qui vient s'opposer à l'effet centrifuge et la voiture dérape et part vers l'extérieur du virage

Posté par
cocotte12
re : forces 17-04-10 à 18:45

Merci pour tout ça , je pense que ça m'a permis de mieux comprendre cet exercice même beaucoup  

Posté par
cocotte12
re : forces 17-04-10 à 18:50

Juste pour etre sure la reponse a la question 1 c'est bien la force centrifuge , la force de reaction et le poids ?
Mais alors sur le schéma cela ne se compensent pas ?

Posté par
efpe
re : forces 17-04-10 à 18:53

Question 1 c'est bien en ligne droite non ?
Il n'y a pas de force centrifuge pour un mouvement rectiligne ^^

Posté par
efpe
re : forces 17-04-10 à 19:00

Sincèrement ça m'étonne beaucoup qu'on te donne un tel exercice en seconde. D'abord parce qu'on est pas encore très familiarisé avec les lois de Newton et surtour pck même un terminale S ne peut a priori pas expliquer ton exercice puisqu'il fait appelle à la mécanique en référentiel non galiléen. Je ne crois pas que la force centrifuge soit au programme de lycée. En tout cas moi je n'ai appris et compris ça qu'en 1ère année de prépa. Mais bon, ici on fait appelle aussi à la réflexion, et sans vraiment justifier on peut inventer cette fameuse force centrifuge sortie de nulle part ^^

Posté par
cocotte12
re : forces 17-04-10 à 20:47

D'accord merci c'est vrai que on a juste dit que la force centrifuge existait mais sinon je ne sais pas ce que c'est.
Mais oui c'est bien un exercice qu'il ya dans un livre de seconde !

Posté par
cocotte12
re : forces 17-04-10 à 20:48

et la question 1 c'est lorque la route est sèche donc je pense que c'est pour tout le parcours ligne droite plus le virage

Posté par
efpe
re : forces 17-04-10 à 21:52



Dans le mouvement rectiligne,
Soit on est en mouvement uniforme et dans ce cas la réaction du sol est normale (on n'envisage rien a priori qui freine le mouvement genre l'air)
Soit on est en mouvement accéléré et dans ce cas c'est normal que ça ne se compense pas !

Dans le virage, normalement en introduisant la force centrifuge ça doit se compenser



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