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Mouvements et forces

Posté par
angedesiles
10-09-08 à 03:11

Bonjour! Je ne comprends pas ce probleme pouvez vous m'aidez surtout pour la 2ème question.

Les autres questions, j'aurais seulement besoin de quelques indication.
Merci

Un solide de forme parallélépipédique est animé d'un mouvement de translation rectiligne selon la ligne de la plus grande pente du plan incliné. Ce solide de masse M= 1000 g est constitué d'un matériau homogène. Le plan qui suppoorte le mobile fait un angle avec un plan horizontal.

Pour l'ensemble du probleme les seules forces de frottement à considerer sont celles qui existent au niveau de laa surface de contact entre le solide et le plan incliné. On prendra pour valeur de l'intensité de la pesanteur g= 9.8 N/kg.

1) Quelle valeur de la vitesse caractérise un mouvement rectiligne uniforme?

2) Enoncer le principe de l'inertie, en deduire les caractéristiques de la force exercée par le plan incliné sur le solide. Calculer la valeur de la force de frottement.

3) Enoncer la troisième loi de newton, en deduire les caractéristiques de la force exercée par le solide sur le plan incliné

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 10-09-08 à 07:50

Bonjour,

. La première question,
. le début de la deuxième question
. le début de la troisième question
sont des questions de cours.

Je pense que tu peux déjà poster cela. Tu demanderas des explications complémentaires ensuite.

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 10-09-08 à 21:11

Oui bien sur Donc voici mes reponses:

Je note R la reaction du support sur le solide et f la force de frottement.
1) Un mouvement uniforme est caractérisé par une vitesse constante.

2) Tout corps persévère dans son état de mouvement rectiligne uniforme ou dans son état de repos si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.
Ainsi P+R+f=0.
Cependant on me demande les caractéristiques de R mais je ne peux pas donner son intensité? A moins que je me trompe... Du moins je ne sais pas comment la trouver.
Par contre pour determiner la force de frottement f, je suis complètement perdue. Je ne sais vraiment pas comment faire.

3) Lorsqu'un système S1 exerce une force sur un autre système S2, alors ce système S2 exerce dans le meme sur le système S1 une force. D'où F S1/S1= -F S2/S2.
Mais pour trouver la force exercée par le solide sur le plan incliné il me faut d'abord trouver R, non?

Voilà, peux tu me guider s'il te plait.

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 11-09-08 à 05:32

J'ai reflechis, je pense qu'il faut utiliser l'énergie cinetique mais comment?, là est la question.

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 11-09-08 à 09:27

Bonjour,

Ne manque-t-il pas un mot d'extrême importance dans l'énoncé que tu as posté ?

Citation :
Un solide de forme parallélépipédique est animé d'un mouvement de translation rectiligne


Ne manque-t-il pas quelque part l'indication selon laquelle le mouvement est uniforme ?

Sans ce mot, qui serait le mot le plus important de l'énoncé et qui est absent, on ne peut pas faire le problème.

D'accord pour la question 1

Pour la question 2 ; je suppose pour l'instant que le mouvement est rectiligne uniforme

\vec{P}+\vec{R}+\vec{f}\,=\,\vec{0}

Cette égalité vectorielle peut, et doit, être projetée sur deux axes bien choisis pour pouvoir continuer. Bien choisis : cela se fait en cherchant des axes pour lesquels certaines forces ont une projection nulle ou encore une projection en vraie grandeur (force parallèle à l'axe ; donc il n'y a ni sinus ni cosinus dans l'expression de la projection).

Aide : l'un des axes est parallèle au plan de la table et l'autre est perpendiculaire à ce plan.

Quelles sont les projections sur ces deux axes de l'égalité vectorielle ?

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 12-09-08 à 06:29

Oui il manque le mot :uniforme.

Il faut décomposé R et projeter ses composantes Rn et Rt. En effet Rn est perpendiculaire au plan  et Rt est parralèle au plan. Est ce Bien cela?

Qu'entends tu par "la projection est nulle"? Cela ne veut pas dire que Rn est nulle? Si?
Pourquoi il n'y a ni de sinus ni de cosinus dans l'expression de la projection quand une force est parrallèle? ( Cela je l'ignorais j'aimerais bien comprendre)

Alors je t'expose mes solutions:

f (la force de frottement)=Rt d'où P+Rn+Rt=0.
Est ce qu'il faut faire intervenir l'énergie cinétique pour trouver f?
Moi c'est ce que j'ai fait.

Dans l'enoncer  il ya un tableau (que je n'ai pas mis) où on nous donne la position de l'objet sur l'axe ox toutes les 50 ms (ça va jusqu'a t=450 ms). Ainsi à t=0 ms l'objet a parcouru 5.6 cm sur l'axe et à t=450 ms l'objet à parcouru 77, 1 cm. Donc si on note A la position initial de l'obet et B la position final, on peut trouver vA et VB.

Rn ne travaille pas donc seul P et f travaillent       ( Rt=f)
d'où WAB(P)= (la valeur absolue de) WAB(f)

WAB(P)=EC(B)-EC(A)
Ainsi connaissant vA et vB on peut calculer le travail de P
vA etant égal à 0, WAB(P)=EC(B)
d'où WAB(f)=EC(B)

Ainsi on trouve par la suite la valeur de f à l'aide l'expression WAB(f)= -f AB.

Voila! Alors est ce que j'ai vue juste ou bien suis je à coté de la plaque?   
Est ce qu'il ya une manière plus simple pour trouver f...
Je ne suis pas sure de moi du tout. Ce probleme me tracasse, me hante  

J'ai encore besoin de ton aide stp. merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 12-09-08 à 09:05

Le poids est 4$\vec{P}\,=\,M.\vec{g}

Donc c'est une force verticale, du haut vers le bas
Cette force peut être décomposé en deux composantes.
L'une perpendiculaire au plan incliné Py = P.cos()
L'autre parallèle au plan incliné Px = P.sin()

La réaction normale au support vaut 4$\vec{R_n}
c'est une force perpendiculaire au plan incliné, dirigée à peu près vers le haut
Elle se projette en vraie grandeur sur un axe perpendiculaire au plan incliné (cos(0°) = 1)
Sa projection sur un axe parallèle au plan incliné est nulle (cos(90°) = 0)

Les forces de frottement sont représentées par une résultante 4$\vec{f}
c'est une force parallèle au plan incliné, dirigée à l'opposé du déplacement, donc vers le haut du plan incliné puisque la masse se déplace vers le bas de ce plan.
Elle se projette en vraie grandeur sur un axe parallèle au plan incliné (cos(0°) = 1)
Sa projection sur un axe perpendiculaire au plan incliné est nulle (cos(90°) = 0)

Donc la projection de la relation vectorielle 4$\vec{P}\,+\,\vec{R_n}\,+\,\vec{f}\,=\,\vec{0}

sur un axe parallèle au plan incliné permet d'écrire Px + f = P.sin() + f = 0

sur un axe perpendiculaire au plan incliné permet d'écrire Py + Rn = P.cos() + Rn = 0

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 13-09-08 à 05:05

Oui... mais ça me sert à quoi toutes ces relations?  Rien ne me sert à calculer f dans tout ça. De plus je ne connais pas  

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 13-09-08 à 05:05

Re besoin d'aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 13-09-08 à 10:08



Ça sert à quoi ? A répondre aux questions 2 et 3 de ton exercice !

Dans d'autres exercices des relations du même genre permettent de répondre à des questions plus compliquées. Un pas après l'autre pour avancer

Qu'est-ce que tu ne comprends pas ?

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 13-09-08 à 19:21

Je ne comprend pas puique je ne connais pas   , et d'apres ce que tu as écrit f= -Psin   .

Donc comment calculer f?

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 13-09-08 à 21:14

Oui, la norme de la force de frottement vaut bien 3$||\vec{f}||\,=\,||\vec{P}||\sin(\alpha)

Mais tu n'as pas répondu à la question qui suivait immédiatement le début de la deuxième question.
Deuxième question : énoncer le principe d'inertie
En déduire

Citation :
les caractéristiques de la force exercée par le plan incliné sur le solide


Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 14-09-08 à 02:03

Si P+f+Rn =0
Cela veut dire que(f+Rn)=-P
Donc R= (valeur asolue de)P

R=9.8 N

C'est bien ça

Oui mais et aprés?

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 14-09-08 à 08:55

Oui, c'est bien cela.

La somme du poids et de l'action du plan incliné est nulle. Donc la force exercée par le plan incliné est égale et opposée au poids.

Cette force exercée par le plan incliné peut être considérée comme la somme de deux forces :
. une force parallèle au plan incliné et orientée vers le haut de ce plan, donc à l'opposé du mouvement ; c'est cette force que l'on nomme "force de frottement"
. une force perpendiculaire au plan incliné et orientée vers le haut : c'est la "réaction normale" du plan incliné

L'avantage de séparer en deux l'action du plan incliné est que lors du déplacament du mobile
. la force de frottement apparaît comme une force qui "travaille" en s'opposant à la force motrice : c'est une force résistante.
. la "réaction normale" est perpendiculaire au déplacement et donc ne "travaille" pas.

Cela est important pour les bilans d'énergie.

De même le poids peut être décomposé en deux composantes :
. une qui sera parallèle au plan incliné : c'est la force motrice       m.g.sin()
. une qui est perpendiculaire au plan incliné et à laquelle s'oppose la réaction normale       m.g.cos()

en notant l'angle que fait le plan incliné avec un plan horizontal.

La troisième loi de Newton te fait redire tout ceci sous le point de vue du solide ; mais ce sont les mêmes conclusions.

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 15-09-08 à 05:43

Le probleme avec le calcul de la force frottemement c'est que je ne connais pas la valeur de l'angle   . Donc quand bien meme f= mg sin   .
Je ne peut pas la calculer si je n'ai pas l'angle .

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 15-09-08 à 08:51

Si tu as recopié ton énoncé intégralement et exactement alors, en effet, tu ne peux pas calculer numériquement la force de frottement, tu peux seulement en donner l'expression littérale ; ce que j'ai fait.

Posté par
angedesiles
re : Mouvements et forces 16-09-08 à 05:50

D'accord!! Merci beaucoup beaucoup    ! Enfin . Voila maintenant 5 jours que nous collaborons ensemble, plutot que tu m'aide à résoudre ce probleme et ça y est : PROBLEME RESOLU! Merci pour ton aide mille fois

Posté par
Coll Moderateur
re : Mouvements et forces 16-09-08 à 08:12

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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