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Forces et équilibre
Bonsoir,
Je sollicite votre aide pour un exercice dont voici l'énnoncé:
Un voyageur tire une valise de masse m = 8,5 kg sur un sol rugueux horizontal, à l'aide d'une lanière tendue.
La direction de la lanière fait un angle α = 30° avec l'horizontale.
Dans le référentiel terrestre, considéré galiléen, la valise glisse selon un mouvement de translation rectiligne uniforme.
La tension de la lanière a pour valeur T = 8,0 N. Les frottements avec l'air sont considérés nuls.
1. Calculer la valeur du poids de la valise.
2. Quelle force permet à la valise de ne pas s'enfoncer dans le sol ?
3. Quelle égalité vectorielle doivent vérifier toutes les forces appliquée à la valise ? Justifier en énonçant la loi utilisée.
4. En déduire la présence d'une autre force, non mentionnée dans l'énoncé. Justifier.
5. Ecrire la relation vectorielle reliant toutes les forces appliquées au système.
6. Sur le schéma ci-dessous, où ne sont représentées que le sol, la valise et sa lanière, indiquer toutes les forces en présence( le schéma est scanné en bas du message, je ne sais pas si mes constructions sont justes)
7. Reporter toutes ces forces sur votre copie, à partir du centre d'inertie du système, modélisé par un point.
8. Pour calculer la force mentionnée dans la seconde question, sur quel axe faut-il projeter la relation vectorielle trouvée à la cinquième question ?
9. Calculer l'intensité de cette force. Détailler tous vos calculs.
10. Calculer l'intensité de la dernière force en présence, mentionnée à la question 4. Détailler tous vos calculs.
Donnée : g = 10 N.kg-1
Voici ce que j'ai fait:
1- P=mg= 85kg
2-La réaction du sol
3-D'apres la 1ere loi de Newton, P+T+R=O ( ce sont des vecteurs)
4-La force mentionnée est la force de frottement ( dans l'énnoncé, il est dit que le sol est rugueux!)
5-P+T+N+F (Net F sont les composantes de la reaction du sol)mais je ne suis pas sure que c'est juste?
Pouvez vous vérifier et m'aider pour la suite svp...
Merci infiniment.
Bonjour,
5. Tu as oublié de dire que l'égalité vectorielle est égal au vecteur nul d'après la première loi de Newton. En effet, N et F sont respectivement les composantes normale et tangentielle de la réaction R du support.
6. Attention : sur ton schéma, N est normale au support (c'est-à-dire perpendiculaire) et F est tangent au support donc schéma à refaire.
8. La force mentionnée N est normale au support, il faut donc projeter l'égalité vectorielle de la question 5 sur un axe perpendiculaire au support.
9. Écris la projection de la relation vectorielle sur un axe perpendiculaire au support.
10. La force mentionnée F est normale au support, il faut donc projeter l'égalité vectorielle de la question 5 sur un axe parallèle au support.
Écris la projection de la relation vectorielle sur un axe parallèle au support.
Mais le vecteur F est bien tangent au support sur mon schéma! La fleche est vers la gauche et confondue sur le trait du support. Est ce faux?
Pardon, j'ai lu l'énoncé trop vite...
Je croyais que la valise était tirée sur un plan incliné... C'est juste la lanière qui fait un angle alpha avec l'horizontale.
Bref : mes remarques suivantes restes valables 
9- P+R+T=0
77.35+R+T=0
R=-85.35N
10- P+R+N+F=0
N(y)= -P
donc P-P-85.5+8+F=0
F=77.35 (cela me parait bizarre que cette force soit égle au poid...)
Pouvez vous vérifier svp..
Merci
Je veux des formules littérales, les applications numériques ne se font qu'une fois les formules littérales établies (pas de mélange !).
Comment as-tu projeté la tension de la lanière T sur un axe perpendiculaire puis parallèle au support ? As-tu tenu compte de l'angle alpha qu'elle fait avec l'horizontale ? Si tu avais écris les formules littérales de ces forces, je n'aurais pas eu à te poser la question.
J'aimerais N= puis T= en fonction des paramètres du problème et ensuite leur valeur numérique.
Attention quand tu parle de R quand tu projette sur un axe perpendiculaire au support. R n'est ni perpendiculaire, ni parallèle au support : sa composante normale est N et sa composante tangentielle est F donc la projection de R sur un axe perpendiculaire au support est N et la projection de R sur un axe parallèle au support est F.
Si tu projettes la première loi de Newton :
- sur un axe parallèle au support, orientée de la gauche vers la droite, il vient : -F+Tcos(alpha)=0 d'où F=Tcos(alpha) ;
- sur un axe perpendiculairement au support, orientée du bas vers la haut, il vient : N-P+Tsin(alpha) d'où N=P-Tsin(alpha)=mg-Tsin(alpha).
Valeurs numériques : je te laisse faire.
P(x)=0 R(x)=-F T(x)= T cos30 N(x)=0 F(x)=-F
P(y)=-P; R(y)= N; T(y)= T sin30; N(y)=N; F(y)=0
-P+ N+ Tsin30+ N= 0 donc N= 42.6N
-F+ Tcos30- F= 0 donc F= -0.6N
Est-ce juste à présent?
Pourquoi +N+N ? Pourquoi -F-F ?
Je t'ai demandé les formules littérales : c'est-à-dire sans valeur numérique. Or 30 est une valeur numérique, il faut laisser alpha dans un premier temps : d'abord avec les paramètres de l'énoncé puis ensuite en fonction des données numériques.
Regarde ma réponse : j'ai donné les résultats sous forme littérale.
Ah désolé je n'avais pas vu votre post,
apparemment je ne dois pas prendre en compte R mais seulement les composante,
voici l'application numérique:
F=1,23N
N= 85.5N
Merci beaucoup de votre aide,
puis je vous demander si cela est possible de m'aider pour un exercice que j'ai posté et pour lequel je suis totalement bloquée:Le nom du topic est "Exercice sur les forces"
Merci de votre investissement, bonne soirée.
J'ai compris ton histoire de +N+N et -F-F mais bon... La rédaction pourrait être meilleur, c'est juste une remarque. Pareil pour P(x), P(y) ça se comprend mais ça prête à confusion avec les fonctions. Préfère plutôt Px et Py pour les composantes de P suivant (Ox) et (Oy).
Dernière chose : précise quels sont tes axes de projections (là j'ai vu que tu as pris les mêmes que moi mais prend l'habitude de les préciser, ce qui peut se faire en les représentant sur ton schéma, tout simplement !).
un poids ne s'exprime pas en kg
1)
P = mg = 8,5*10 = 85 N
2)
Composante normale de la réaction du sol sur la valise.
5)
vect P + vect T + vect N + vect F = vect(0)
9)
Projection sur un axe vertical :
P - N - T.sin(alpha) = 0
N = P - T.sin(alpha)
N = 85 - 8,0*sin(30°) = 81 N
10)
Projection sur un axe horizontal :
F - T.cos(alpha) = 0
F = T.cos(alpha)
F = 8,0.cos(30°) = 6,9 N
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Recopier sans comprendre est inutile.
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