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Niveau première
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Mouvement d'un solide ponctuel sur une gouttière.

Posté par
marsmallow
09-02-08 à 17:47

Bonjour, encore meee j'essaye de m'entraîner pour un exercice, mais c'est tiré du BAC. Alors, j'ai pas la correction..., j'aurais besoin d'aide parce que je ne suis qu'en première, et c'est un exo d'un bouquin de première mais de niveau Terminale S, alors j'ai pas trop réussi =/.

On étudie le mouvement d'un solide ponctuel S dans le référentiel terrestre supposé galliléen. Ce solide, de masse m égale à 500 g, est initialement au repos en A. On le lance sur la piste ABCD représentée sur le dessin, en faisant agir sur lui, le long de la partie AB de sa trajectoire, une force horizontale constante de valeur F égale à 2.0N.
La portion AC de la trajectoire est horizontale et la portion CD est un demi-cercle de centre O et de rayon R, égal à 1.0m.
Ces deux portions sont dans un même plan vertical.
(On suppose que la piste ABCD est parfaitement lisse et que la résistance de l'air est négligeable).
AB=L=1.5m et g=10 m.s-2.

1) Déterminer la valeur VB de la vitesse de S au point B en fonction de F,L et m. Calculer Vb.

Là, je pense qu'il suffit de citer toutes les forces appliquées au système, de calculer leur travail puis ensuite d'utiliser le théôrème de l'Ec. Si je ne me trompe pas?

2) Expliquer sans calcul pourquoi la vitesse en C est égal à la vitesse en B.
??

3) Au point M défini par l'angle alpha de valeur 30 degré, exprimer la valeur Vm de la vitesse de S en fonction de F,L, m, R alpha et G. Calculer Vm.

Je ne vois pas trop là non plus. Enfin, je vous avoues avoir regardé très brièvement l'énoncé, mais normalement au moment du déplacement entre C et D, la force F et les forces de frottements (même s'ils ne le disent qu'en 4), on s'en doutait) peuvent être négligées non? Et il n'yaurait donc que le travail et le poids.
Pourrais-on me dire comment on fait la 3)?

4) En réalité, une force de frottement constante de valeur f s'exerce entre C et M et la valeur V'm de la vitesse en M est inférieure d'un tiers à la valeur obtenue à la question précédente. Exprimer f en fonction de R,m,alpha et Vm.
Quelle est la valeur numérique de f?

Ici, il faut ajouter le travail de la force f, la calculer. Et puis, la rajouté quand on utilise le théorème de l'énergie cinétique.


Pourriez-vous vérifier ce que je dis, et m'expliquer la 2) et la 3).

Merci.


PS: désolé si le dessin n'est pas très clair, je n'ai que Paint

Mouvement d\'un solide ponctuel sur une gouttière.

Posté par
marsmallow
re : Mouvement d'un solide ponctuel sur une gouttière. 09-02-08 à 17:47

PS: Al représente alpha.

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvement d'un solide ponctuel sur une gouttière. 09-02-08 à 18:29

Bonjour,

Bravo pour ton schéma fait avec Paint !

1) D'accord. Quelles sont les forces ? Quel est le travail ? Quelle est donc la vitesse en B

2) Tu appliques le même théorème de l'énergie cinétique pour démontrer que la vitesse en C est la même que la vitesse en B. Y a-t-il entre B et C une force qui travaille ?

3) A partir de C une force va travailler qui ne l'avait pas encore fait entre A et C. Laquelle ?
C'est son travail qui va diminuer l'énergie cinétique et donc qui va diminuer la vitesse.

4) Un nouveau travail d'une force pour cette question : le travail des forces de frottement (qu'il faut négliger jusqu'à cette question)

Posté par
Aurelien_
re : Mouvement d'un solide ponctuel sur une gouttière. 09-02-08 à 18:32

Bonsoir,

1) Pour déterminer VB, tu as raison il faut appliquer le théorème de l'énergie cinétique au solide S entre A et B

2) quelles forces s'exercent sur le solide entre B et C ?

3) toujours pareil: inventaire des forces, calcul du travail et théorème de l'énergie cinétique...
Entre C et D, il n'y a plus de force F (elle n'est appliquée que entre A et B) et les frottements sont négligés car on suppose la piste parfaitement lisse (cf. énoncé). Cependant, il reste une force qui travaille: le poids en effet. Il ne reste plus qu'à calculer ce travail...

PS: le dessin est très clair, bravo

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvement d'un solide ponctuel sur une gouttière. 09-02-08 à 18:34

Bonjour Aurélien_

Je te laisse continuer avec marsmallow

Posté par
Aurelien_
re : Mouvement d'un solide ponctuel sur une gouttière. 09-02-08 à 18:35

ok ca marche, désolé pour ma réponse "doublon", le temps que je l'écrive et tu étais déjà passé par là!



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