Aux sports d'hiver, un enfant sur une luge part, sans vitesse, d'un point A situé au sommet d'une pente de longueur L = 30 m inclinée d'un angle = 30° sur l'horizontale.
Au bas de cette pente B, il aborde une pente inclinée de l'angle β = 15° sur l'horizontale.
On supposera que les forces de frottements ont pour intensité f=10N et que la cassure de la pente au point B de la trajectoire ne modifie pas la valeur de la vitesse.
Données : masse du lugeur m = 30kg
1. Appliquer le théorème de l'énergie cinétique dans la phase descendante entre A et B, en déduire la vitesse du lugeur en bas de la pente.
2. Appliquer le théorème de l'énergie cinétique dans la phase ascendante entre B et C, en déduire la distance L' parcourue par le lugeur avant de s'arrêter en C.
Je voudrais savoir si les frottements sont à prendre en compte? Si oui, comment les incorporer dans les formules??
1)
E cinétique en A = 0 J
E cinétique en B : (1/2).m.Vb²
Travail du poids sur le trajet AB: Wp = mgL.sin(30°)
Travail de la force de frottement: Wf = - f*L
E cinétique en A + Travail du poids sur le trajet AB + Travail de la force de frottement = E cinétique en B
0 + mgL.sin(30°) - f*L = (1/2).m.Vb²
30 * 9,8 * 30 * sin(30°) - 10*30 = (1/2)*30*Vb²
Vb = 16,553 m/s (à arrondir bien entendu).
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2)
E cinétique en B : (1/2).m.Vb² = (1/2)*30*16,553² = 4110 J
Travail du poids sur le trajet BC: Wp = -mg.BC.sin(15°)
Travail de la force de frottement: Wf = - f*BC
E cinétique en C = 0 (puique arret)
E cinétique en B + Travail du poids sur le trajet BC + Travail de la force de frottement = E cinétique en C
(1/2).m.Vb² - mg.BC.sin(15°) - f*BC = 0
4110 - 30*9,8*BC.sin(15°) - 10.BC = 0
BC = 47,7 m
L' = 47,7 m
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Recopier sans comprendre est inutile.
Sauf distraction.
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