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Niveau seconde
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Pendule, travail des forces

Posté par
kparticulier
23-02-10 à 00:02

Bonjour,
J'ai des difficultés avec mon exercice :

Un pendule est constitué d'une sphère S de masse m=200g et de rayon négligeable, reliée par un fil de longueur L=0,80m à un axe horizontal O.

On écarte le pendule par rapport à la verticale d'un angle 3$\theta = 45° (position S1) et on l'abandonne sans vitesse.

1) Quelles sont les forces s'exerçant sur la sphère S?
\Longrightarrow Le poids \vec{P} et la tension \vec{T}

2) Calculer le travail de chacune d'elles au cours du d&placement S1S2 (S2 désigne la position verticale du pendule).
\Longrightarrow WS1S2 (\vec{P} ) = S1S2 x \vec{P} x cos (\vec{S1S2};\vec{P})
= -mg (zS2-zS1)

Là je bloque, je ne sais pas comment connaître S1 et S2

3)Pour une position S' entre S1 et S2 indiquer la direction, le sens du vecteur variation de vitesse \Delta\vec{V}; justifiez votre réponse.
\Longrightarrow Le vecteur variation de vitesse sera dirigé vers le sommet du pendule et vers le haut. Mais je ne sais pas comment justifier, j'ai déduit cette réponse après avoir construit sur un croquis.

Merci beaucoup de votre aide.

Posté par
lulu3324
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 12:32

Bonjour

1) ok
2) W(\vec{P})=-mgcos45°z1-z2) Pour connaitre z1-z2 regarde le schéma :

Pendule, travail des forces

Posté par
kparticulier
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 14:44

Merci d'avoir répondu

S2 = 0.80m
S1 = 0.80cos(45)
   = 0.56m

W\vec{P} =-mg\timescos45°\times(z1-z2)
                    =-2000\timescos(45)\times(-0.23)
                    =331 J

Quant à W\vec{T} , je pensais utiliser la 1ère loi de Newton et trouver ainsi -331 J.

C'est bon ?

Posté par
lulu3324
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 14:59

non non attends excuse moi je me mélange les pinceaux :
W(\vec{P})=P(z2-z1). Il n'y a de cosinus là...il n'apparait seulement que pour calculer (z2-z1)!!
Donc en fait : W(\vec{P})=-mgL(1-cos45°)

ok?

Pour le travail de la tension du fil : force T est perpendiculaire au mouvement d'où...?

Posté par
kparticulier
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 15:24

Pourquoi 1-cos(45) plutôt que 0.80-cos(45) ? A quoi correspond le 1 ?

  Pour le travail de la tension du fil : force T est perpendiculaire au mouvement d'où...?
--> W=0 ?

Merci

Posté par
lulu3324
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 15:31

j'ai écris : -mgL(1-cos45) c'est-à-dire -mg[L-(Lcos45°)]

tu me suis?

Pour le travail de T : W(\vec{T}=0 bien sur !

Posté par
kparticulier
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 15:38

Ah d'accord, c'est juste factorisé en fait.

Comment je peux justifier pour la 3 ?

Posté par
lulu3324
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 16:02

Fais un schéma en prenant une echelle... Tu vois comment faire?
Je vois pas comment faire autrement...

Posté par
kparticulier
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 16:15

Tu veux dire représenter le pendule et le vecteur variation de vitesse dessus ? Et justifier de part le dessin ?
Ce n'est pas demandé dans l'exercice, mais je peux le mettre quand même, tant pis si ce n'est pas la justification demandée.
Merci beaucoup de m'avoir aidé !

Posté par
lulu3324
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 16:39

Ou bien pour justifier tu dis que le vecteur variation de vitesse est toujours dirigé vers le centre de rotation du mouvement tout comme le vecteur accélération d'ailleurs...

Posté par
kparticulier
re : Pendule, travail des forces 23-02-10 à 16:41

Oui, je pensais aussi à ça. Merci à toi lulu3324



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