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poids et force gravitationelle : mouvement d'un patineur
Bonsoir, Je n'arrive pas à faire la dernière question d'un exercice, voici son énoncé:
Lors d'une compétition, un patineur glisse d'un mouvement rectiligne uniforme du bord de la piste jusqu'au milieu de la piste où il s'arrête.
Questions :
2)Dresser l'inventaire des forces qui s'exercent sur le patineur. On négligera l'action de l'air.
->J'ai trouvé 2 forces : celle du sol sur le patineur et celle du poids.
4) Que peut-on dire de ces forces quand le patineur décrit un mouvement rectiligne uniforme ?
->On peut dire que les forces se compensent puisque le patineur a un mouvement rectiligne uniforme(selon le principe de l'inertie).
6) Une force est obligatoirement modifiée lorsque le patineur s'arrête. Laquelle ? Justifier.
-> Je ne vois pas laquelle. J'avais pensé à l'air puisque n'étant plus en mouvement l'air n’exerçait plus de force sur lui, sauf qu'il nous disent de la négliger. Alors est-ce que la force du sol ou du poids est modifiée quand il s’arrête ? et si oui, pourquoi ?
Merci d'avance.
Edit Coll : niveau modifié
Bonjour,
Réponses aux questions 2 et 4 : d'accord.
Question 6 :
. ce n'est pas l'air. L'énoncé dit que la résistance de l'air est négligeable. Si elle ne l'était pas, il faudrait un énorme coup de vent pour réussir à arrêter le patineur...
. ce ne peut pas être le poids. Pourquoi le poids du patineur changerait-il au milieu de la piste ?
. relis ta réponse à la question 2 : il reste une force à considérer...
la force qui est modifiée est celle du sol sur le patineur ?
Dans ce cas, pourquoi le sol n'exerce pas la même force sur nous quand on est en mouvement et quand on est à l'arret ?
Pour que la vitesse puisse être uniforme, donc pour que les forces (poids et résistance du sol) se compensent il faut négliger les frottements des patins sur la glace.
Les frottements dépendent de la vitesse (il n'y a pas de frottements sur la glace horizontale quand le patineur est à l'arrêt) mais dépendent surtout de la manière dont le patineur place ses patins : bien dans le sens de la marche ou, au contraire, perpendiculairement à cette direction ce qui freine très efficacement.
Donc... la force qui est modifiée est la réaction du sol par apparition de forces de frottement.
Si j'ai bien compris, pour s'arrêter le patineur freine, donc il change de position ses patins et les mets perpendiculairement au sens de la marche. Ce qui entraine des frottement plus fort et donc la force du sol sur le patineur est modifiée, c'est bien ca ?
Quand la vitesse est uniforme, la réaction du sol est une force verticale, dirigée vers le haut, égale en intensité (mais opposée) à l'intensité du poids. C'est pour cela que les forces se compensent.
Quand le patineur freine, la réaction du sol n'est plus une force verticale. Il y a toujours une composante verticale qui s'oppose au poids du patineur, mais il apparaît une composante horizontale, opposée au sens du déplacement (opposée à la vitesse) et c'est cette composante (la force de frottement) qui transforme le mouvement en un mouvement retardé (accélération négative) jusqu'à l'arrêt.
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