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mecanique

Posté par
pedros
05-02-10 à 11:36

Voila sa fait je pense environ 2 bonnes heures que je suis sur cette question et je ne comprend toujours pas comment il  faut faire !
Cette une question tiré d'un annale du concours kiné !

Enoncé
Un skieur de masse 80 kg est tiré par un bateau à l'aide d'une corde parralèle à la surface horizontale de l'eau. Il démarre sans vitesse initiale d'un point O. Le bateau a un mouvement rectiligne.
Le skieur lache la corde en un point A ( situé à 200m de O) où il commence a monter sur un tremplin. Il arrive en B en haut du trmplin à une altitude de 1.25m au dessus de la surface de l'eau, avec une vitesse de valeur 72 km/h.
On suppose qu'entre O et A, la force de traction de la corde est constante, et que l'nesemble des forces de frottments équivaut à une force unique, constante opposée au déplacement et de valeur 100 N. Au delà du point A, les forces de  frottements sont négligeable.

Question quelle est la force de traction de la corde ?
a)104 N
b)156 N
c)185 N
d)227 N
e)290 N

Vu que c'est un annale je connais la reponse ( 104 N ) mais je ne comprend pas comment il trouve ce resultat.


Voila mon raisonement :
- Calcul de la vitesse en A avec l'énergie mécanique vu que les frottements sont négligeable.
- puis thérème de l'energie cinétique, ce qui donne

0.5 * m * Va ² = f + F
. . .
Mais je ne trouve pas le bon resultat !
Si quelqu'un ou quelqu'une pouvait m'aider se serait gentil ! merci

Posté par
donaldos
re : mecanique 05-02-10 à 13:07

Le raisonnement est pourtant correct: entre A et B, l'énergie mécanique est conservée et le skieur s'élève d'une hauteur h.

\frac 1 2 m v_A^2=\frac 1 2 m v_B^2 + mgh

Entre O et A en revanche, on prend en compte des frottements et l'on s'en remet donc au théorème de l'énergie cinétique. La variation de l'énergie cinétique correspond au travail des forces extérieures. SI l'on appelle \vec{T} la force de traction et \vec{f} la résultante des forces de frottement et qu'on suppose ces deux efforts constants, on a :

\frac 1 2 m v_A^2=\left(\vec{T}+\vec{f}\right).\vec{OA}=\left(T-f\right)OA

d'où

T=f+\frac 1 {OA}\frac 1 2 m v_A^2

soit

\fbox{T=f+\frac 1 {OA} \left(\frac 1 2 m v_B^2 + mgh\right)}


En effectuant le calcul, je trouve une des réponses de la liste mais pas celle que tu indiques...

En tout cas, je ne sais pas si tu as mal recopié l'équation que tu as obtenues par application du théorème de l'énergie cinétique, mais le second membre doit correspondre à un travail, pas simplement à des forces. C'est peut-être l'origine de ton problème.

Posté par
J-P
re : mecanique 05-02-10 à 13:35

Energie cinétique du skieur en B = (1/2)mv² = (1/2).80 * (72/3,6)² = 16000 J

Energie cinétique du skieur en A = 16000 + mgh = 16000 + 80*10*1,25 = 17000 J

Travail des forces de frottement = - 100 * 200 = -20000 J

Travail moteur de la force de traction de la corde sur le trajet OA = 17000 + 20000 = 37000 J

37000 = F * 200

F = 185 N, c'est la force de traction de la corde sur le trajet OA.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
pedros
re : mecanique 07-02-10 à 00:45

Oui effectivement je me suis trompé pour le calcul du travail des forces.

En tout cas merci beaucoup pour votre aide si rapide car sans vous je n'aurais pas pu trouver seul !



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