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Lois de newton La luge
Un enfant remonte à vitesse constante une pente enneigée qui fait un angle = 10° avec l'horizontale. Il tire sa luge avec une ficelle tendue.
La force de rappel de la ficelle sur la luge a pour intensité 20N et sa direction fait un angle = 20° avec le sol.
La luge a une masse de 5 kg. Il existe des frottements entre la neige et les patins de la luge.
1. Faire un schéma de la situation.
2. Après avoir effectué un bilan des forces exercées sur la luge, représenter les vecteurs forces sur le schéma.
3. Quel est le référentiel d'étude ?
4. En utilisant la première loi de Newton, retrouver la valeur de la force de frottement et la valeur de la réaction normale du support.
5. En déduire la valeur de la réaction du sol.
Il ya P le poids vers le bas
T la tension du fil
R la réaction du plan je crois que c'est tout ou bien ?
P est vertical et vers le bas
R est perpendiculaire au support et est vers le haut
T est dans la direction du fil vers le bonhomme
et il y a aussi f : force de frottement qui est dans la direction du support et vers la gauche
oui voila c'est bien ca !
Voici les schméa avec tous les vecteurs-forces représentés. Ca te va?
Maintenant il faut projeter les vecteurs sur l'axe Ox et en appliquant la 1ere loi de Newton. Qu'est-ce que ca donne?
Très beau schéma
si on le projete sur le support
donc R=0 P est tout petit il ya f qui en bouge pas et T qui est à l'opposé de f
Pourquoi mets-tu des pointillés???? Le vecteur P a une composante suivant l'axe Ox !!! (exprime le en fonction de l'angle de la pente)
non déjà une force n'est pas égale à un angle et en plus ce n'est pas le cosinus mais le sinus qu'il faut utiliser ici. Tu vois pourquoi?
Il faut donc écrire que la composante de P sur Ox est égale à la norme du vecteur P multipliée par le sinus de l'angle...(mets ca sous forme d'équation...)
oui je comprends pourquoi on doit utiliser le sinus mais pourquoi sous forme d'équation ?
P= sin(10) 
||P|| Alors ?
Sous forme d'équation car je t'ai décris avec une phrase ce qu'il faut faire ; tu n'as plus qu'à remplacer les mots par des P, sin et : cela s'appelle "mettre en équation" une phrase"...
On l'écris plutot Px=Psin10° mais tu as saisi ce que je voulais dire...
Donc qu'est-ce que donne la 1ere loi de Newton avec ces composantes?
non il faut que tu écrives cette relation avec les composantes des vecteurs suivant l'axe Ox pas avec les normes des vecteurs
Référentiel : piste (galiléen)
Et f est égal à Rt donc on peut le calculer avc R, je pense.
Par contre T on eux le calculer avec l'angle de 20°, nan ?
Mais pour T on a que la valeur de l'angle de 20° donc on ne peut pas utiliser la trigonométrie...
Si on projete sur l'axe Oy ça donne :
R + T + P + f = 0
R + T + 8.51 + 0 = 0
Pour T on peut utiliser la trigo puisque le vecteur T fait un angle de 20° par rapport à l'horizontal (donc un angle de 10° par rapport à la pente)...y'a plus qu'à...
On verra pour R après ca...
30° ???? Mais non le vecteur T ne fait qu'un angle de 10° par rapport à la piste inclinée (donc par rapprt à l'axe Ox).
On te donne la force de tension T : T=30N donc tu as tout ce qu'il te faut...
(T=20N oui pardon) oui voila c'est ca !!
Tu n'as plus qu'à en déduire F ! Attention F est inversé par rapport à l'axe x donc tu trouveras une valeur négative (si tout va bien...)
Pour R tu refais la méthode mais en projetant sur l'axe Oy
Mais maintenant faut trouver Rn avant de trouver R...
Rn est le vecteur opposé du poids (même direction mais sens contraire) et surement même valeur
Ben comme les vecteurs T et P ont des composantes suivant Ox et Oy ca va etre coton si on écrit directement P+T+F+R=0 !! On est obligé de passer par les composantes sur les 2 axes.
On ne s'occupe pas de Rn ici car on l'a décomposé en 2 vecteurs : un vecteur R perpendiculaire à la piste et un vecteur F parallèle a la piste mais on pourrait oui c'est vrai...sauf qu'on te demande la valeur de F donc beaucoup moins pratique que ce qu'on a fait ici...
D'accord donc si on projete sur l'axe Oy ça nous donne:
Rx + Tx + Px + fx = 0 Px = 8.51N Tx = T cos (20) je pense qui serait égal à 18.79 N
Rx + 18.79 + 8.51 + 0 = 0
Mais ça me donne quelque chose de négatif donc je pense pas que c'est juste :S
Sur l'axe Oy ca donnerait : Ry+Ty+Py+Fy=0 (attention aux indices)
Attention maintenant Py vaut Py=Pcos10°
Pour Ty : l'angle n'est pas bon ca serait plutot cos10°
ok?
Oui pour les y je sui d'accord. Mais pourquoi cos 10 pour Ty ??
Et pour Py aussi donc ça nous donnerait plutôt :
Py = 49 cos 10 = 48.26N
Ty = 20 cos 10 = 19.70 N
donc Ry + 19.70 + 48.26 + 0 = 0
Mais on trouve toujours une valeur négative alors que ça devrait nous donner une valeur positive...
Pour Ty c'est le cosinus suivant l'axe Oy alors que c'est le sinus sur l'axe Ox (reprends le triangle que forme T et l'angle de 10° et essaie de voir le cos)...
Donc le f de la question 4)dans la première partie serait égal à -28.21 N
Et pour là je suis d'accord que P est négatit et f est nul.
Ty=3.47 = 20* cos(10)
Et donc Ry = 48.26 + (- 3.47) = 44.79N
Et donc ensuite on calcule la réaction du support avec la trigo toujours ?
En fait
je me suis trompé quand j'ai écrit parce que Ty=T*sin(10) =20*sin(10)= 3.47N
Donc ça nous donnerait toujours les mêmes valeurs.
Rien ne me tracasse. Il faut donc maintenant calculer la réaction du plan avec le trigonométrie je pense
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