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Mécanique, chute libre et force de frottements

Posté par
Kirthy
18-06-11 à 19:43

Bonjour à tous ^^
J'ai un soucis de compréhension, pour la deuxième fois, avec ces fichues forces de frottements...

Cet exercice-là considère une bulle dans un liquide. Il y a deux forces considérées : la poussée d'archimède et les frottements. On a :

\vec{Fa} = v\vec{g}, vertical vers le haut
et \vec{f} = -k\vec{v} vertical vers le bas.

On projette selon Oz orienté vers le haut, et logiquement on devrait se retrouver avec :

Fa - f = m.a Fa + kv = m.a
Et donc m.a - kv = Fa ce qui donne une équation différentielle avec un -, alors que l'énoncé demande un +. Et la correction donne Fa + f = m.a dans la correction. Quelqu'un pourrait m'éclairer sur cette positivité de la force de frottement ?

Merci d'avance.

Posté par
klux
re : Mécanique, chute libre et force de frottements 18-06-11 à 22:17

Bonsoir,

Il y a un souci avec ton expression de la poussée d'Archimède : g est vers le bas et Fa est vers le haut donc il faut un signe -...

Et puis la troisième loi de Newton s'écrit vectoriellement : ma=Fa+f. Je ne comprends pas ton -f.

Posté par
Kirthy
re : Mécanique, chute libre et force de frottements 18-06-11 à 22:26

Effectivement, pour Fa, il faut bien un moins.

Et ben, Oz étant orienté vers le haut, et f vers le bas, en projetant, il est bien négatif, non ?

Posté par
klux
re : Mécanique, chute libre et force de frottements 18-06-11 à 22:37

La composante de f sur (Oz) est négative, oui, donc c'est bien -kv sa composante sur (Oz) et non -(-kv)=kv comme tu l'as écrit (tu prends en compte deux fois qu'elle est négative donc tu obtiens un +...).

Autre solution, Fa=rho*V*g*u où u est un vecteur unitaire de (Oz), f=-k*v*u donc projeter sur (Oz) revient à multiplier scalairement par u : Fa.u+f.u=ma.u d'où rho*V*g-kv=ma.

Posté par
Kirthy
re : Mécanique, chute libre et force de frottements 18-06-11 à 22:50

Ahhhhh, d'accord. Donc lorsque l'énoncé donne "f = -kv" ils suggèrent déjà la négativité due à la projection... =/.

Le coup de la multiplication est utile aussi pour pas s'y perdre. Merci !

Posté par
klux
re : Mécanique, chute libre et force de frottements 18-06-11 à 22:54

f=-kv (vectoriellement) car la force de frottement s'oppose à la vitesse de la bulle donc il n'y a pas de "négativité suggérée"...

Si l'axe (Oz) avait été vertical vers le bas, la projection aurait été kv (l'expression de la force étant toujours f=-kv !!).

Morale : pour ne pas faire d'erreur, utilise le produit scalaire ! (qui est là pour ça...)



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