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Principe d'inertie
On dispose d'une table traçante horizontale, recouverte d'une feuille de papier sur laquelle des mobiles autoporteurs peuvent se déplacer sur cousin d'air, sans frottements. A intervalle de temps régulier t=60 ms le centre de la semelle de chaque mobile marque sa position sur la feuille de papier.
Deux mobiles 1 et 2 de masse m1= 710 et m2 =1,070kg st relies par un fil tendu et un ressort comprimé. Ce ressort n'est fixé qu'au mobile 1
1) Faire l'inventaire des quatre forces qui s'exercent sur le mobile; vous préciserez les caractéristiques de chacun des vecteurs forces.
2) Représentez ces forces sur un schéma
3) Quelle relation mathématique lie ces quatre vecteurs forces ?
On brûle le fil; le ressort se détend
4) Chaque mobile peut il demeurer au repos? Justifier en précisant les forces qui s'exercent sur chaque mobile.
On admettra que les forces exercées par le ressort sur chacun des mobiles ont la même valeur.
Les positions respectives des mobiles sont enregistrées : je n'arrive pas le joindre
5) Montrer, à l'aide de l'enregistrement, que le mouvement de chaque mobile est rectiligne uniforme.
6) Justifier ce mouvement en analysant les forces qui s'exercent à présent sur chaque mobile.
7) Calculer les vitesses moyennes v1 et v2 de chaque mobile.
8) Justifier alors que le mobile 2 possède une vitesse v2, plus faible que le mobile 1
Où j'en suis dans mon devoir
1) Les forces sont le poids, la réaction de la table, la tension du fil et celle du ressort. Pour les caractéristiques je vois pas comment faire celle du ressort et du fil.
2) Le schéma je ne sais pas
3) Je sais que normalement sur mon schéma l'espace entre les points devrait être constant. Donc le mouvement est rectiligne uniforme.
Or d'après le principe d'inertie (je le cite)
Donc le poids + la réaction de la table + la tension du ressort + la tension du fil = vecteur nul.
Après j'ai besoins de quelques explications pour les questions suivantes
Bonjour 
Pour la question 1 :
Lorsque tu comprimes un ressort, il essaie de se détendre, non ? De même, quand tu étires un ressort il essaie de se contracter et revenir à sa position initiale. Donc la force qu'exerce le ressort est toujours dans le sens opposé (vers l'extérieur s'il est comprimé, vers l'intérieur s'il est étiré). Dans quelle situation es-tu là ?
Pour le sens d'application de la force, qu'en penses-tu ? Cela est assez intuitif.
Puis pour l'intensité de la force, il y a la formule générale : |k * (l - l0)| (valeur absolue), où k est la constante de raideur du ressort, l0 la longueur à vide du ressort et l sa longueur dans l'état actuel.
Pour la corde, aide toi des indications du ressort. Le sens et la direction de la force ne seront bien sûr pas pareils mais ils seront en tout cas très proches.
Pour la question 2 :
Tu devrais réussir à faire ce schéma après avoir répondu à la question 1. Représente simplement chaque force par des vecteurs (un vecteur pour le poids, un pour la réaction du support, un pour la force exercée par le ressort et un pour elle exercée par la ficelle).
Pour la question 3 :
Applique ici tout simplement la première loi de Newton (ou principe d'inertie) : "Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état.". A ce moment de l'exercice, les mobiles sont-ils dans l'un de ces deux cas (repos ou translation rectiligne uniforme) ? Si oui, qu'en déduis-tu sur les forces qui s'exercent sur eux ?
Pour la question 4 :
Applique à nouveau la première loi de Newton ? On vient soudainement d'enlever une des forces qui s'exerçaient sur les mobiles. Peuvent-ils rester dans l'état dans lequel il était avant, sachant que la somme des forces qui s'exercent sur eux n'est plus la même ?
Pour la question 5 :
Que veut dire mouvement rectiligne ? Puis mouvement uniforme ? Une fois que tu auras explicité ces deux termes, tu sauras exactement quoi chercher sur ton graphique de points.
Pour la question 6 :
Le fil n'est plus là (il a été brulé) et le ressort n'exerce plus de force, ni sur le mobile 2 (car il n'était pas attaché à ce mobile), ni sur le mobile 1 (car le ressort a, à priori, eu le temps de retrouver sa taille initiale l0). Quelles sont alors les (deux) forces qui s'exercent encore sur les mobiles ? Penses-tu qu'elles se compensent ?
Pour la question 7 :
Quelle est la définition de la vitesse moyenne ? Penses-tu disposer des informations suffisantes (dans l'énoncé et sur le graphique) pour calculer leur vitesses moyennes ?
Pour la question 8 :
Connais-tu la seconde loi de Newton ?
Florian
Bonjour
Merci pour vos réponses
Pour la question 1 :
La force va vers l'extérieur puisque le ressort est comprimé. Lorsque que vous parlez du sens d'application de la force vous voulez dire le milieu de la surface de contact ?
Pour la question 3 :
Les mobiles sont au repos donc les forces qui s'exercent sur eux se compensent.
Pour la question 4 :
Les mobiles ne sont plus au repos puisque les forces qui s'exercent sur eux ne se compensent plus.
Pour la question 5 :
Un mouvement rectiligne est un mouvement qui forme une ligne droite et il est uniforme lorque la vitesse est constante car la distance parcourue par le mobile sur des intervalles de temps réguliers est constant.
Pour la question 6 :
Les forces qui s'exercent encore sur le mobile sont la réaction de la table et le poids.oui je pense qu'elles se compensent mais je vois pas comment le prouver.
Pour la question 7 :
La définition de la vitesse moyenne est v=d/delta t.
Oui je pense que grâce au schéma j'ai les informations nécessaires pour calculer les vitesses moyennes
Pour la question 8 :
Non je ne crois pas en avoir parler en cours cette année
Merci pour vos réponses
Rebonjour,
Beaucoup de réponses intéressantes dans ton dernier message, c'est très bien !
Question 1 :
Je suis d'accord que la force va vers l'extérieur (ça, c'est son sens). Es-tu d'accord que sa direction est l'axe du ressort ? Et du coup, quelles sont les caractéristiques de la force exercée par la corde sur le mobile ?
Question 2 :
Tu peux essayer de joindre un schéma dans ton prochain message. Si tu ne réussis vraiment pas je pourrais t'en fournir un.
Question 3 :
Exactement. Donc la somme des 4 vecteurs forces est nulle.
Question 4 :
Tout à fait d'accord avec toi.
Question 5 :
D'accord avec ce que tu as dis. Il ne te reste plus qu'à voir si les points sur l'enregistrement vérifient cela.
Question 6 :
Il n'y a pas de frottement (grâce au coussin d'air) donc la réaction normale du support et le poids se compensent parfaitement.
Question 7 :
Oui, la vitesse moyenne s'exprime comme v = d/delta t. Vois-tu comment faire pour calculer cette vitesse moyenne ?
Question 8 :
Avec les mains on pourrait voir cela ainsi : les mobiles 1 et 2 ont eu la même impulsion initiale lorsque la corde a été brûlée (cette impulsion est due au fait que le ressort était contracté). Or, prend l'exemple d'une vraie voiture et d'un modèlé réduit de la même voiture. Avec une même impulsion, le modèle réduit atteindra une vitesse bien plus grande que la vraie voiture. Ici c'est pareil, le mobile 2 est plus lourd que le module 1, donc, avec une même impulsion au départ, le mobile 2 atteindra une vitesse plus faible que le mobile 1.
Merci encore pour vos réponses cela m'aide beaucoup.
Pour la question 1 :
Je ne comprends pas vraiment ce que veut dire l'axe du ressort.
Pour les caractéristiques de la force du fil sur le mobile je pense que c'est :
- milieu de la surface de contact
-horizontale
-vers la gauche
-Ff/m= mxg
Quelles sont les caractéristiques des autres forces car j'ai un peu de mal.
Pour la question 2 :
Je n'arrive pas joindre mon schéma en pièce jointe
Pour la question 7 :
Je pense qu'il faut prendre les points du schéma qui se trouve dans mon sujet.
Merci encore
Je me suis un peu mal exprimé : par axe du ressort, j'entends la ligne imaginaire qui relie les deux extrémités du ressort. Pour le fil, la direction est également la ligne imaginaire entre les deux extrémités du fil. Pour le sens, vers la gauche ne veut pas dire grand chose. Peux-tu éclaircir ceci ? Et son intensité est égale à celle de la force exercée par le ressort.
Pour le poids et la réaction normale du support, tu devrais trouver les caractéristiques dans ton cours ou dans une des fiches de l'île. Mais je suis sûr que tu peux déjà donner leur point d'application, leur direction et leur sens sans difficulté
Pour la question 7 : en effet, la distance entre deux points est ta distance d. Et quel est le temps qui s'est écoulé entre l'instant où le mobile était à un point et l'instant où le mobile était au point suivant ? Cette information est dans ton énoncé et c'est ton delta t. Il ne te reste plus alors qu'à faire le calcul
Florian
Pour la question 1 :
Comment peut-on qualifier cette ligne imaginaire dans les caractéristiques ?
Je pense qu'au lieu de mettre vers la gauche il faudrait mettre vers l'intérieur.
Pour le poids les caractéristiques sont
-centre de gravité
-verticale
-vers le bas
Pour la réaction du support :
-centre de gravité
-verticale
-vers le haut
Pour la question 2 :
Pouvez vous me donnez quelques pistes pour le schéma et je ne suis pas certaine du mien.
Pour la question 7 je suppose que le delta t est 60ms. Le d correspond à la distance est ce que je dois la prendre sur le schéma qui est fourni en sachant que l'échelle est de 1/2.
Merci pour vos réponses
Regarde cette fiche pour la question 1 : 
[lien]. N'oublie pas non plus que pour caractériser complètement une force il faut également indiquer l'intensité de cette dernière (tu ne l'as pas fait, ni pour le poids ni pour la réaction du support).
Pour la question 2 : tu peux par exemple représenter les deux mobiles par des rectangles, dessiner deux lignes entre les mobiles pour représenter la corde et le ressort puis y ajouter les forces en t'aidant du travail que tu as fais à la question 1.
Pour la question 7 : si l'échelle est de 1/2, alors 1 cm sur le dessin représente 2 cm dans la réalité. Pour calculer la vitesse il faut que tu utilises les vraies distances (donc en multipliant par deux celles du schéma). Et nous sommes d'accord pour le delta t qui vaut 60 ms. Fais attention à convertir la distance et le temps respectivement en mètres et secondes pour que ton résultat soit exprimé en mètres par seconde.
Florian
Merci beaucoup pour ces informations
Pour la question1 :
L'intensité de la force du poids c'est : mxg
L'intensité de la force de la réaction de la table c'est : la force du poids non ?
Pour la question 2 :
-la réaction de la table peut se représente par une flèche vers le haut ?
Merci
Pour la question 1 : je pense que tu veux parler de l'intensité de la force de réaction qui est égale à l'intensité du poids (le poids est une force). C'est correct.
Pour la question 2 : dans ce cas la flèche doit être représentée par une flèche vers le haut
De rien As-tu réussi à faire le schéma de la situation avec les différentes forces mises en jeu ?
Florian
Tu peux essayer de prendre une photo avec ton téléphone, éventuellement la recadrer ensuite, puis la joindre en utilisant le bouton Img dans la zone de réponse
D'accord, F correspond à la force du ressort et R à celle exercée par la corde ?
Et pour Ft, le point d'application devrait se trouver au niveau du contact entre le mobile et le support
D'accord, il faut alors inverser les lettres F et R.
Le ressort essaye de pousser le mobile car il est comprimé alors que le fil retient le mobile (il te tire en quelque sorte) car il est tendu.
Bonjour, ayant le même sujet, j'ai lu ce topic en entier. Cependant, je me pose encore des questions concernant la question 7).
Pour le mobile 1 j'ai effectué cette démarche :
v1= d \
t
v1= 8E-3 \ 60E-3
v1= 0,13 m.s-1
Est-ce juste ? Cela ne me parait pas correct.
J'ai effectué le même résonnement pour v2.
Merci d'avance pour vos réponses.
Nous n'avons pas le schéma pour t'aider à répondre à cette question.
Mais si la distance entre les deux points sur le schéma est de 4 mm (et donc de 8 dans la réalité étant donné que le schéma est à l'échelle 1:2 d'après le message du 19-08-15 à 21:22) alors ton calcul est correct.
Pour que l'on puisse te répondre correctement il nous faudrait donc avoir l'une de ces deux informations :
- le schéma en entier
- la distance entre deux points
Florian
Merci de votre réponse.
Mes calculs sont donc juste.
Cependant, je tiens à informer les prochains qui liront ce topic, que mon calcul est en réalité celui pour le mobile 2. Petite erreur d'inattention de ma part.
Merci pour votre aide sur ce topic
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