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Produit scalaire

Posté par
josun
02-12-16 à 19:22

Bonjour,

Quelqu'un aurait-il l'amabilité de m'aider à résoudre cet exercice? Merci d'avance.

On monte un traîneau sur un plan incliné en le tirant anec une force de 44N faisant un angle de 61 degrés avec l'horizontale. Sachant qu'on le tire jusqu'en haut du plan, que la hauteur est de 3m et la distance horizontale parcourur est de 8m.
a) Calculer le travail effectué pour monter le traîneau tout en haut du plan incliné.
b) Calculer l'intensit de la force parallèle au plan incliné qui effectuerait le même travail pour monter le traîneau en haut du plan incliné.

Je ferai  suivre les questions  c) et d) une fois celles-ci résolues.

Ce que j'ai fait:
a) W = F* d = (44 cos61, 44sin61) * (8,3)
b) W = F*d =( Fp,0)(8,3)
Est-ce correct? Merci de votre réponse.

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 03-12-16 à 07:13

Hello

Citation :
W = F* d
est un peu maladroit et tu te prends les pieds dans le tapis juste après il me semble. Un dessin pour y voir plus clair.

W = \vec{F}. \vec{AC} = F.AC.cos( \vec{F}, \vec{AC})

Il te faut donc:

- commencer par calculer  AC   (tu connais   AB,  BC  et et tu sais que (ABC) est rectangle en B)

- calculer l'angle   \widehat{\vec{F}, \vec{AC}}  (tu connais \widehat{\vec{F}, \vec{AB}}  et le triangle  (ABC) n'a plus de secret pour toi )

Produit scalaire

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 17:21

Bonjour,

Merci pour votre réponse. Voici donc ce que j'obtiens:
a) AC = 8,54cm
(F,AB) = 20,55*
(F,AC) = 61 - 20,55= 40,44
W = 285,968 Kj.

Est-ce bon? Merci.

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 17:34

...et pour le b):

Si la force est parallèle au plan incliné, je considère l'angle(F,AB) = angle CAB:
W = Fp . AC cos 20,55, ce qui donne Fp = 33,794 N.
???

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 17:50

Citation :
W = 285,968 Kj.


Pas tout à fait

1) es tu certain des tes "kilo"joules?
2) une telle débauche de décimales ne s'impose peut être pas

Si la force était parallèle au plan incliné:

 \\ W = \vec{F'}. \vec{AC} = F'.AC.cos( \vec{F'}, \vec{AC})  

avec donc   cos( \vec{F'}, \vec{AC}) = 1

Tu conclus?

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:01

cos (F,AC) = cos 40,44 = 0,76 que je multiplie par 44* 8,54 et j'obtiens 285,968Kj.

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:14


0,76 \times 44 \times 8,54 \approx 286    et pas   286 000

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:20

Heu, il y a une virgule après 285... Je ne voulais pas arrondir à 286 de peur de fausser les résultats suivants, mais bon. Je continuerai donc avec un W de 286 Kj. Merci.

Dans ce cas, la force parallèle au plan incliné sera de 33,489 soit 33,5 N.

J'ai encore 2 questions de ce genre, pourriez-vous me guider? Merci.

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:24

Pour t'aider pas de souci ...

Mais ce n'est pas le 285,... vs 286 qui me gêne c'est ton "kJ": l'énergie mise en jeu n'est  pas 286 kilo joules mais 286 joules (économisons l'énergie ... )

1 J = 1 N.m  

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:27

c) Calculer l'intensité de la force horizontale qui effectuerait le même travail pour monter le traîneau en haut du plan incliné.
d) Calculer l'intensité de la force qu'il faut exercer pour monter le traîneau à  la même hauteur qu'aux numéros a) et b), sans plan incliné, en effectuant toujours le même travail.

c)  je pense que la force serait horizontale si (F,AC) = 180
d) dans ce cas, c'est une force verticale à mon avis et l'angle serait de 90, non?

Merci à vous.

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:31

Ah, oui, je suis étourdie !!! Kj c'est énorme, c'est vrai mais, de l'inattention pure !!?

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:39

Mon raisonnement est sûrement faux car j'ai obtenu une force négative ...

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 18:56

c) si la force était horizontale, on aurait donc  \vec{F}  \backslash \backslash  \vec{AB}

W = \vec{F}. \vec{AC} = F.AC.cos( \vec{F}, \vec{AC}) = F.AC.cos( \vec{AB}, \vec{AC})

Et cet angle tu le connais, non?

Numériquement:

  F = \frac{286}{8,54\times cos(20,55)}     il me semble

d) oui, on cherche ici une force exercée verticalement (vers le haut) pour monter la charge de 3 mètres en effectuant le travail W... pas trop compliqué, non?

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:03

Ah, moi j'avais mis un angle de 180 puisque c'est horizontal...
Avec l'angle CAB, ça me donne une force de 44,o6N soit 44N.  C'est donc la même qu'au départ avec un angle de 61 degrés. Je trouve ça bizarroide

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:04

Je suis planté pour d) car cos 90 = 0 ???

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:19

\widehat{CAB} =20,55°

Donc

W = F.AC.cos( \vec{AB}, \vec{AC})  

te conduit bien à:

  F = \frac{286}{8,54\times cos(20,55)} \approx 36 N    

Sauf distraction de ma part  ( à J-P, sauf que moi ça arrive parfois souvent  )

Enfin pour d) tu exerces une force verticale, orientée vers le haut, et la charge suit le trajet [BC]

Donc W = \vec{F}.\vec{BC} = F.BC.cos(\vec{F},\vec{BC} )

Et comme cos(\vec{F},\vec{BC})  = 1

W =  F.BC   et donc   F = \frac{W}{BC}

Y'a plus qu'à faire l'application numérique

On a bon?

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:34

Ah, je me disais bien que mon raisonnement était faux car j'ai considéré la force verticale par rapport à AB, soit un angle de 90 degrés.

Avec votre aide, j'obtiens F = 95,33N.

Merci à vous durac !

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:41

La force est bien verticale par rapport à AB!!!

Mais le trajet dans le cas d) est différent de ce qu'il était dans les cas précédents...

Dans a) b) et c) la charge parcourait le segment [AC],  dans d) elle parcourt [BC]

Posté par
josun
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:47

Oui, je comprends mieux mon erreur...Merci beaucoup .

Posté par
dirac
re : Produit scalaire 04-12-16 à 19:54

Ouf ... la Terre est sauvée!!! (une fois de plus)



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