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Technique du plan incliné : forces et force de frottement

Posté par
orizon56
15-12-09 à 22:05

Bonjour, je bloque sur un exercice sur les forces

Technique du plan incliné: On prend pour inclinaison du plan =15°

On imagine un bloc de pierre immobile (2500kg, 1 m de côté) surle plan incliné

-Quelles forces agissent sur lui ?
-Calculer la force de frottement f qui agit sur le bloc

Merci de votre aide, je n'arrive pas à débuter le calcul !

Posté par
Kekemushi
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 15-12-09 à 22:08

Bonjour

Dans un premier temps, peut-tu me citer les forces qui agissent sur le système {bloc} ?

Posté par
orizon56
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 15-12-09 à 22:56

le poids et l'action du plan il me semble.

Posté par
lulu3324
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 12:29

il en manque une !! (regarde la 2e question...)

Posté par
Kekemushi
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 13:42

Orion a raison, il n'y a qu'en effet DEUX forces appliquées sur le système (celui-ci est immobile)
Il y'a donc son poids P et la réaction du plan incliné R, qui s'oppose au mouvement.

Tu dois trouver la force de frottement, c'est à dire celle qui empêche le mobile de s'enfoncer. Pour cela, il te suffit de faire une projection des forces selon Ox.

Pour t'aider, tu dois répondre à ces quelques questions.

1. Les forces appliquées se compensent-elles ? ( Justifie )
2. Projette les forces sur Ox, tu auras donc deux composantes, dites Rx et Px.
3. On te demande f : cela correspond à Rx ou à Px ? ( Px = composante du Poids. Rx = composante de la réaction R )
4. A l'aide de la question un, tu dois pouvoir déduire une relation qui existe entre Rx et Px.

Puis nous verrons ce que l'on pourra faire après

Posté par
lulu3324
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 14:46

oulah ! ATTENTION c'est à cause des frottements que le bloc ne glisse pas...
Il y a donc bien une 3e force qui s'exerce sur lui : la force de frottements...

Posté par
Kekemushi
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 14:50

La force de frottement est en fait la composante tangentielle de R ( R opposé au mouvement bien sûr )
Il n'y a donc que deux forces appliquées ( R, et P ).
La composante Px est la force qui fait que le solide peut glisser.
La composante Rx est la force qui fait que le solide ne glisse pas.

Et puisqu'il est en équilibre ...

Posté par
lulu3324
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 15:00

oui d'accord je pensais que le vecteur R était perpendiculaire au plan incliné... d'après ce que tu dis R est donc vertical... ok... ca me va...

Posté par
Kekemushi
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 15:24

Ouip ^^ R est perpendiculaire au support si il n'y a pas de frottements ( ça correspond à Rn ( n = normale ) ).

Posté par
Twill
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 22:19

R est bien perpendiculaire au plan incliné, et n'est surement pas vertical...
Il y a 3 forces :
le poids P, la réaction du support R et la force de frottement f qui est demandée
Il faut effectivement projeter sur Ox ;

kekemushi : une relation entre Rx et Px ? Es-tu sûr ?
Je dirais plutôt une relation entre Rx et f, puisque P est vertical.

Posté par
Twill
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 16-12-09 à 22:33

Désolé du double-post, mais je crois qu'on ne peut pas éditer ses propres messages... Ou bien suis-je aveugle ?

Bref, je n'avais pas pris le bon référentiel, oubliez mon message précédent...
Si un modérateur peut le supprimer d'ailleurs, merci d'avance.

Voici ce que je voulais dire :

R est bien perpendiculaire au plan incliné, et est vertical si l'on considère le référentiel formé par le centre du bloc, l'axe Ox parallèle au plan incliné, et l'axe Oy perpendiculaire à ce dernier.

Après projection sur Ox, on trouve facilement la valeur de Rx (R est vertical), et une relation entre Px et f, qu'il faut calculer par trigonométrie...

Posté par
Kekemushi
re : Technique du plan incliné : forces et force de frottement 17-12-09 à 12:28

En fait, je considère que R est composé de
Rt = Rx = f
Ry = Rn.

En résumé, ma force de la réaction est " penchée " ( car il y a des frottements )

En la décomposant, j'ai donc Rx = f et Rn.

En projetant les forces selon Ox, j'ai leur composantes Pt et Rt.
Puisque le solide est en équilibre, P + R = 0 donc
Px + Rx = 0 soit -Pt + Rt = 0 soit Rt = Pt ( ce qui est normal ).

Pour calculer Pt, je fais une relation trigonométrique à l'aide de l'angle donné ( qui est en fait ici le sinus ).

En trouvant  Pt, je trouve Rt, qui sont en fait les frottements

Les deux méthodes sont identiques, mais celle seulement avec R et P est plus simple



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