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Travail et puissance d'une force constante

Posté par
chichou7
30-01-08 à 18:19

  Bonjour j'ai cet exercice à faire pour la semaine prochaine mais je n'y arrives pas donc, si quelqu'un veu bien m'aider. Merci d'avance.  

Skieur en montée:

  Tracté par un remonte-pente, un skieur remonte, à vitesse constante, une piste verglacée rectiligne de longueur L = 2000 m et de 650 m de dénivélation. Il pèse 930 N.
  Le cable tracteur fait un angle = 20° avec la direction de la trajectoire.

1. Determiner l'angle que la piste forme avec le plan horizontal.

2.a. Effectuer l'inventaire des forces agissant sur le skieur (ça je l'ai fait)
  b. Calculer la valeur de chacune d'elles

3.a. Evaluer le travail de chacune des forces agissant sur le skieur.
  b. Calculer la somme de ces travaux.

Posté par
Silona
re : Travail et puissance d'une force constante 30-01-08 à 19:00

est-ce que t'as fais un schéma des forces ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 30-01-08 à 19:39

oui il y en a 3

P, R et T

non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 16:51

Re - bonjour chichou7

Quel est l'angle que la piste forme avec le plan horizontal ?

Inventaire : oui,
. le poids, \vec{P}
. la traction par le câble \vec{T}
. la réaction normale du sol \vec{R} ; je dis "normale", c'est-à-dire "perpendiculaire" parce que l'énoncé indique que le piste est verglacée et j'interprète ceci en disant qu'il n'y a pas de force de frottements.

Quelle est la valeur de chaque force ?
Tu as besoin pour répondre de considérer la direction et le sens de chaque force ; tu as aussi besoin de tirer une conclusion essentielle des trois mots les plus importants de l'énoncé : "à vitesse constante"
L'ordre dans lequel tu peux déterminer les valeurs des forces :
. le poids (facile)
. ensuite la force de traction du câble
. et seulement à la fin la réaction du sol

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:11

excusez moi pour le retard

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:13

pour l'angle je ne sais pas du tout comment faire j'ai pas trouvé de formule rien, même en relisant mon cour.

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:18

Un plan horizontal avec un départ dans ce plan...
Une montée :
. la dénivellation est de 650 m
. la longueur de la piste est 2 000 m

Que vaut l'angle ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:31

je trouve 18,9°

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:34

Exact ! Et même un peu plus proche de 19,0° que de 18,9° C'est bon !

Les questions de mon message de 16 h 51 maintenant.
Un dessin est absolument indispensable !

Quels axes vas-tu choisir pour projeter les forces et leur somme vectorielle ? Tu peux commencer par me répondre à cette question qui est importante pour la suite.

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:35

je l'ai fait

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:36

Quels axes choisis-tu ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:37

T non ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:39

T et R

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:39

Je ne comprends pas cette réponse.

Il n'y a guère le choix qu'entre deux systèmes :
. un axe horizontal et un axe vertical
. un axe parallèle à la piste et un axe perpendiculaire à la piste

Ton choix ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:40

ah desolé j'avais pas compris ça

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:40

un axe parallèle à la piste et un axe perpendiculaire à la piste non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:42

C'est de loin le meilleur choix.

Alors... au travail :
Que vaut le poids \vec{P} ? Et que vaut la composante de ce vecteur sur chacun des deux axes que tu as choisis

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:43

P = 930 N

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:45

je ne comprends pas la deuxieme partie

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:53

Oui, le module (la "norme", l'intensité...) du poids est bien 930 N

Mais le poids est représenté par un vecteur ; ce vecteur peut être projeté orthogonalement sur les deux axes : on trouve alors les deux composantes de ce vecteur.
Que vaut la composante du vecteur \vec{P} sur l'axe parallèle à la piste (et quel est le sens de cette composante ?)
Que vaut la composante du poids sur l'axe perpendiculaire à la piste ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 18:56

dans les deux cas, elle est vers le bas

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 19:00

Oui, c'est bien.
Le poids est une force verticale et vers le bas

La composante parallèle à la piste sera orientée vers le bas de la piste
la composante perpendiculaire à la piste sera orientée vers l'intérieur de la Terre (il ne s'envolera pas)

Il faut maintenant que tu calcules en fonction de l'angle = 19,0° trouvé à la première question la valeur de chacune de ces deux composantes (un petit peu de trigonométrie...).

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 19:06

là j'y arrives pas

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 19:09

deja je suis sur que R = 0 car elle est perpendiculaire au déplacement non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 19:11

On n'en est pas encore là. Oui, le travail de la réaction de la piste est nul puisque cette réaction de la piste est perpendiculaire au déplacement. Garde cette bonne réponse pour plus tard (c'est la question 3a)

Il faut d'abord calculer les valeurs des trois forces ; et pour cela suivre mes indications...

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 19:12

oui mais même avec vos indications j'y arrives pas désolé (en tout cas pour la 2.b)

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 19:27

J'ai cette figure sous la main :

Travail et puissance d\'une force constante

Les notations ne sont pas tout à fait les mêmes...
Cela devrait t'aider au moins pour le poids.

Mais je dois quitter l' pour quelque temps...

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 20:04

J'ai mis le mot "skieur" dans le moteur de recherce de l' et voici le premier topic trouvé :

Travail des forces : skieur

Il y a aussi de nombreux topics corrigés par J-P qui fait plus facilement des dessins que moi.

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 20:32

merci ceci me sera trés utile

ben je vous remercie encore une fois pour votre disponibilité peut etre à une autre fois

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 20:37

Pour apprendre à te servir du moteur de recherche : [lien]
Pour faire ta recherche :
Clique sur les maisons, ce sont des liens !
______________________

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 01-02-08 à 20:49

je suis désolé mais je ne comprends toujours pas comment calculer T puis R ecoutez je dois y aller je me reconnecterai demain

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 02-02-08 à 08:42

Voici une figure (et à l'échelle... ) :

Travail et puissance d\'une force constante

En rouge, le poids \vec{P} et ses deux composantes \vec{Px} sur l'axe parallèle à la piste et \vec{Py} sur l'axe perpendiculaire à la piste

En bleu, la traction par le câble \vec{T} et ses deux composantes \vec{Tx} sur l'axe parallèle à la piste et \vec{Ty} sur l'axe perpendiculaire à la piste

En vert, la réaction normale de la piste \vec{R}

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 14:00

y'a t'il une formule pour calculer la force de traction T ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 14:03

j'y arrives vraiment pas que ce soit pour calculer R ou T

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 14:06

En troisième, tu as appris comment calculer la longueur d'un côté d'un triangle rectangle quand tu connais la longueur de l'hypoténuse et les mesures des angles du triangle.
Un tout petit peu de trigonométrie...

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 14:08

oui mais quel coté faut-il calculer je m'embrouille

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 14:25

je comprends pas du tou désolé

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 14:25

tout

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 15:47

coll j'ai besoin d'aide svp je suis bloqué

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 16:32

Il faut que tu calcules Px et Py de la figure du 02/02 à 08 h 42
Ce n'est pas difficile, les résultats sont sur la figure du 01/02 à 19 h 27

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 18:53

Px = 318 N
Py = 874 N

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 18:56

Ce sont à peu près les valeurs. Comment as-tu calculé ? Tu as dû faire des arrondis en cours de route.

Peux-tu poster tes calculs ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 18:59

Px = P.sin()
   = 930.sin(20)
   = 318,07 N

Py = P.cos()
   = 930.cos(20)
   = 873,91 N

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:00

peut-etre qu'il fallait prendre la mesure de ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:00

soit 19°

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:03

et là je trouve en prenant 18,9 car c'etait le résultat initial

Px = 302,25 N
Px = 879,85 N

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:12

ah j'ai trouvé

T = sin ()*P/cos()
  = 322,2 N

mais qu'en est-il du calcul de R ??

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:23

a la question 3. je trouve W(P) = -605 557 J
                           W(R) = 0 J
                           W(T) = +605 162 J

est-ce juste ?

Posté par
chichou7
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:23

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail et puissance d'une force constante 03-02-08 à 19:45

Le sinus de l'angle entre la piste et le plan horizontal vaut sin() = 650/2000 = 0,325

Donc Px = P * sin() = 930 * 0,325 = 302,25 N

Py = P * cos() 879,5 N

Sachant que la vitesse est constante, que vaut Tx (aucun calcul) ?

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