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Montagnes russes
Bon je vais pas vous raconter ma vie, mais j'ai complètement raté le cours sur le travail des forces et celui des énergies mécanique, a cause d'absence répété du a une maladie. Bref tout ça pour dire quand mon professeur a donné ce DM (a rendre pour Jeudi), ben je me suis trouvé mal.
C'est donc pour cela que j'ai besoin de votre aide svp, je vous en remercie d'avance.
(Il y avait aussi une partie Chimie dans ce DM mais que je n'ai pas eu de difficulté a faire, sauf une question)
Voici le sujet:
On se propose d'étudier le centre d'inertie G d'un wagon (avec passagers) sur un grand huit, dans le ref terrestre (galiléen). Le wagon, avec ses 4 passagers, a une masse de 295kg.
Donnée: g= 9.80 N/kg ; Énergie potentiel Ep= 0J (au niveau du sol)
1er phase:La montée
A partir du sol, le wagon est tracter sur un plan incliné faisant un angle de 60° avec l'horizontale. Le moteur qui tracte le wagon exerce sur lui une force F= 2504 N. L'ascension du wagon se fait une vitesse constante de 5.30 m/s, du point O situé au niveau du sol jusqu'au point A de hauteur h1=25.0 m
Les frottements sont négligeables.
1/ Force de traction F:
a/calculer la longueur du parcours du wagon entre les points O et A
b/calculer la durée du parcours du wagon entre les points O et A
c/donner l'expression puis calculer le travail de la force F
d/calculer la puissance du moteur (F)
2/ Poids du wagon P
a/calculer l'intensité P du poids (réussi: j'ai P=2891 N)
b/donner l'expression puis calculer le travail de la force P
c/S'agit t il d'un travail moteur ou résistant? justifier (réussi: résistant)
3/ Réaction du plan incliné R:
Calculer le travail de la réaction du plan incliné
2eme phase: la descente
Au point A, le wagon est libéré par le système de traction et amorce sa descente sans vitesse initiale.
A: h1=25m ; B: h2=18m ; C:au sol ; D: h3= inconnue
Les frottements sont négligeables.
1/a/calculer l'énergie potentiel du wagon au point A (réussi: j'ai Ep=7.23.104J)
b/en déduire son énergie total a ce point
c/compte tenu des forces qui travaillent au cours de cette phase, que peut on dire de cette énergie total ?
2/ Au point B d'une hauteur 18.0m
a/calculer le travail du poids entre les points A et B (réussi: j'ai Wp=20237 J)
b/en déduire l'énergie cinétique du wagon au point B
c/quelle la vitesse du wagon au points B
3/a/calculer l'énergie cinétique au points C
b/en déduire la vitesse du wagon au point C
4/ Le wagon passe au point D avec une vitesse de 14.0 m/s
a/calculer l'énergie potentielle du wagon au point D
b/en déduire la hauteur h3 du point D
3eme phase: l'arrêt
La fin du parcours est une phase de freinage sur un plan horizontale au niveau du sol. Le wagon arrive avec une vitesse de 22.1 m/s et un système de mâchoires provoque l'arrêt du wagon au bout de 20 m.
1/ Faire l'inventaire des forces du système (réussi: Poids ,Réaction du sol, Frottements)
2/ Faire l'inventaire des forces qui travaillent au cours du freinage Justifier (réussi: Frottements)
3/a/calculer la variation d'énergie cinétique du wagon
b/en déduire le travail des frottements
4/calculer l'intensité des frottements
Dans ce genre de problèmes, le théorème de l'énergie cinétique et la valeur de la variation de l'énergie potentielle sont très utiles !
Le calcul littéral est aussi primordial ...
Toujours pas d'idée pour la première phase du mouvement ? 
Et ben pour tout les autre question je vois bien, mais vu que je n'arrive pas a faire la 1ere question je ne peut pas avancer !
Bon allez, je t'aide pour la première phase du mouvement...
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PREMIERE PHASE DU MOUVEMENT :
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Tout d'abord un petit bilan des forces (toujours avant de débuter un exo de physiques ! ) =
Le wagon est soumis à quatre forces, dans le référentiel terrestre (galiléen) :
son poids , la réaction, somme de deux forces : - la résultante des forces de frottements, composante tangentielle de
:
; - La réaction normale, perpendiculaire au mouvement
; ainsi que la force exercée par le moteur
.
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Le centre d'inertie G du wagon évolue à vitesse constante sur une trajectoire rectiligne.
RAPPEL : L'énergie cinétique d'un solide est l'énergie qu'il possède du fait de sa vitesse et de sa masse.
La vitesse du solide étant uniforme, Les énergies cinétiques aux points O et A est la même :
Ec(O) = Ec(A).
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D'après le théorème de l'énergie cinétique :
Ec = 
WOA().
Ec(A) - Ec(O) = WOA()+WOA(
) + WOA(
).
Or, La réaction normale est perpendiculaire au mouvement, donc son travail est nul. De plus Ec(A) - Ec(O) = 0, puisque Ec(O) = Ec(A).
On a alors : WOA()+WOA(
) = 0.
Transformons cette équation jusqu'à obtenir l'expression littérale de la longueur du parcours, l.
WOA() + WOA(
) = 0
WOA() = - WOA(
).
On peut encore exprimer la valeur des travaux de chaque force :
WOA() = - WOA(
)
.
= - (-m.g.h) <== Travail résistant car le centre d'inertie G du solide s'élève dans le référentiel terrestre.
F*l*cos(180) = - (-m.g.h). On voit ainsi apparaître la longueur l, correspondant à la longueur du parcours du wagon de O à A. De plus, cos(180) = 1 ....
Connaissant toutes les autres mesures, on peut exprimer l :
F*l = m.g.h l =
Ce que j'ai fais est-il à peu près clair ?
A toi pour l'application numérique ! Attention aux unités !
Écrivons, écrivons...
Peux-tu recopier l'ensemble de ta réponse svp ?
J'ai fait l'effort de le faire, tu peux le faire toi aussi !
PS : attention aux unités ! 
Non pas besoin de t'excuser !
C'est cela en effet ! Bravo !
Je vois que tu as essayé l'écriture fractionnaire du LaTex, cependant une fois que tu as la formule :
\frac{}{} , tu rentre les valeurs correspondantes entre les {} (dans les premiers, c'est le numérateur, et le second le dénominateur ... ) .
Ensuite, sélectionne la partie fraction, et clique sur le bouton "LTX", là où on sélectionne les polices, etc ...
Vas-y essaie d'écrire une fraction !
Mais j'ai encore 2 petites questions, concernant la phase 2.
1/ je comprend pas comment calculer l'Ec sans avoir la vitesse comme donnée?
2/ Qu'est ce que l'énergie totale ?
Ne veux-tu pas d'abord terminer la phase 1/ avant de passer à la 2 ?
1/ Grâce au calcul littéral, on vient à bout de tout..! 
2/ C'est la somme des énergies cinétique et potentielles (je pense...) D'habitude on l'appelle énergie mécanique... Cette formulation m'est totalement inconnue, je pense que ton prof veut parler de l'énergie mécanique...
Tu as dû voir un fameux théorème là-dessus !
On retourne à la phase 1/ ?
b/ OKI c'est ça . Tu pouvais aussi remplacer --> par le signe "équivaut" : <=> .
c/Je ne suis pas d'accord ....
Fais un schéma de la situation, l'angle formé par la force n'est l'angle de la pente !
L'angle est 180°, c'est à dire que son cosinus vaut 1 ...
Capitcho ?
Refais le calcul ...
d/ C'est la bonne formule, mais refais la avec les bonnes valeurs...
Bon voila j'ai refait avec les bonne formule, ca doit etre bon.
Passons a la suite:
2/a/ bon ben voila p=mg = 2891 N ( je passe assez vite la dessus )
b/ WOA= P X OA X cos
= 2891 X 28,9 X cos 30° = 72356 J
c/ le travail est résistant car il prend de la hauteur dans le système
3/ WOA= 0 J car il est perpendiculaire a la pente
Ok j'ai compris, svp vous pouvez me donner un petit coup de main pour la phase 2 question 2/b/ je ne comprend pas comment je peut calculer l'Ec sans avoir la vitesse.
Oups, mon message s'en envoyé trop vite ...
Le travail d'une force, tout comme une puissance est une grandeur algébrique (W peut être > 0 , = 0 ou < 0...)
Tes résultats sont juste, mais attention, si ton professeur est exigeant vis à vis des chiffres significatifs (un physicien de base, lui, n'y prête pas attention...) attention à la précision de tes résultats :
RAPPEL : PRÉCISION D'UN RÉSULTAT ET CHIFFRES SIGNIFICATIFS :
Le résultat d'un calcul doit contenir le nombre de chiffres significatifs du terme en ayant le moins dans le calcul ...
Exemple :
0,000005 : 1 chiffre significatif (on ne compte pas les zéros de gauche).
0,00500 : 3 chiffres significatifs (on compte les 0 de droite après un chiffre différent de 0, ici 5 ... )
1256.0 : 5 chiffres significatifs.3
Dans ton calcul du travail de F, tu dispose de deux valeurs (il n'est pas obligatoire de mettre -1 pour le cos ... ) : 2504; et 28,9 .
Quel nombre de chiffres significatifs devra comprendre ton résultat ?
Ecris le en fonction !
Idem pour la puissance de F ...
Sinon tes résultats son justes ...
PHASE 2 DU MOUVEMENT :
1/ Ok... je trouve pareil. Bien pour les chiffres significatifs (9,80 et 25,0 en ont 3 ...)
2/a. Lorsqu'on parle d'énergie totale, je pense qu'il s'agit de Em, l'énergie mécanique...
RAPPEL : ÉNERGIE MÉCANIQUE D'UN SYSTÈME :
Em = Ec+ Ep.
Tu as la valeur de l'énergie potentielle, il ne reste plus que l'énergie cinétique...
Regarde ton exo... la vitesse en A est nulle.
Que peux tu en déduire pour Ec ?
Calcules Em !
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