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Niveau école ingénieur
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Barres et forces

Posté par
Sandy12345
28-04-23 à 20:23

Bonjour à tous et merci de me lire j'ai un soucis sur l'énoncé suivant

Une barre (S1) de longueur OA= L=20 cm et de masse m = 5 kg est articulée, sans frottement, en O par rapport à un socle (S.). Un ouvrier devrait la lever de la position horizontale à la position verticale, en la faisant tourner autour de l'axe horizontal D(O,z)à la vitesse constante de N tr/s.
L'ouvrier peut y arriver sans trop d'efforts(travail)
En fait ce sont des questions à choix multiples il y'avait plusieurs choix mais la réponse était « le travail est le même »
S'il vous plaît pourrais-je savoir pourquoi ?
Pendant la montée de la barre, la puissance P développée par le poids (action de la pesanteur sur
S1) de la barre à une position quelconque est :
J'ai trouvé Pg=(-mL'cos)/2

Ensuite - La puissance développée (en watts) par le poids, au début du mouvement de montée est d'environ: Ici je pense qu'on commence à alpha égal à zéro mais je ne comprends pas ce qu'on va faire de alpha ‘ à l'instant initial. Je me disais que c'était initialement nul(alpha ‘) mais apparemment non vu que le résultat est -6,2

- La force verticale F, qu'il exerce a une intensité deIci j'ai juste fait somme des forces extérieures égale du vecteur nul c'est à dire P+F1=0 en vecteur soit F1=P=5x9.8=49N
Mais dans la corrigé la réponse était 24,5 qui est la moitié de mon résultat. Ai-je oublié quelque chose svp?
Merci

Barres et forces

Posté par
vanoise
re : Barres et forces 28-04-23 à 20:54

Bonjour

Citation :
« le travail est le même »

Attention : cela n'est vrai qu'en valeur absolue. Selon le théorème de l'énergie cinétique, le fait que l'énergie cinétique reste fixe implique que la somme algébrique des travaux des forces appliquées est nulle. Comme la réaction de l'axe ne travaille pas, tu obtiens simplement :

W_{\left(\overrightarrow{P}\right)}+W_{\left(\overrightarrow{F_{1}}\right)}=0\quad soit\quad W_{\left(\overrightarrow{F_{1}}\right)}=-W_{\left(\overrightarrow{P}\right)}

Posté par
Sandy12345
re : Barres et forces 28-04-23 à 21:43

Pourquoi l'énergie cinétique est fixe s'il vous plaît ?

Posté par
Sandy12345
re : Barres et forces 28-04-23 à 21:44

Svp j'ai également les problèmes sur les questions qui suivent je les ai présentés aussi dans le premier message

Merci beaucoup

Posté par
vanoise
re : Barres et forces 28-04-23 à 22:14

Tu dois connaître l'expression de l'énergie cinétique d'un solide mobile autour d'un axe fixe. L'énoncé précise que la vitesse angulaire est fixe...

Posté par
vanoise
re : Barres et forces 29-04-23 à 11:17

Il te faut revoir la définition de la puissance.

Posté par
Sandy12345
re : Barres et forces 10-06-23 à 19:02

Bonjour
S'il vous plaît je ne vois toujours pas comment je vais me débarrasser du alpha • dans mon expression de la puissance.
La vitesse angulaire est fixe mais je ne l'ai pas en valeur numérique .
S'il vous plaît de quelle expression de l'énergie cinétique parlez vouz?

Posté par
vanoise
re : Barres et forces 10-06-23 à 19:47

Citation :
S'il vous plaît de quelle expression de l'énergie cinétique parlez vouz?

L'énergie cinétique de rotation de la tige est :

E_{c}=\frac{1}{2}I_{Oz}.\dot{\alpha}^{2}=\frac{1}{2}I_{Oz}.\left(2\pi.N\right)^{2}
où IOz désigne le moment d'inertie de la tige par rapport à l'axe de rotation. Puisque N est constante, Ec est aussi constante, ce qui permet d'affirmer que la somme des travaux des forces appliquées à la tige est nulle. Cela conduit comme déjà écrit à :

 W_{\left(\overrightarrow{F_{1}}\right)}=-W_{\left(\overrightarrow{P}\right)}
Soit :

\overrightarrow{F}.\overrightarrow{A'A}=-\overrightarrow{P}.\overrightarrow{G'G}

Le théorème de Thalès conduit immédiatement à :

\overrightarrow{G'G}=\frac{1}{2}\cdot\overrightarrow{A'A}

Celui conduit simplement à :

\overrightarrow{F}=-\frac{\overrightarrow{P}}{2}

D'où la réponse de ton corrigé. A noter que l'ouvrier fournit une force égale à la moitié de celle qu'il devrait fournir en soulevant la tige.
Citation :
S'il vous plaît je ne vois toujours pas comment je vais me débarrasser du alpha • dans mon expression de la puissance.

Au tout début du mouvement, la vitesse de G est pratiquement verticale. La puissance du poids au tout début du mouvement est ainsi :

p=\overrightarrow{P}.\overrightarrow{V_{G}}=-m.g.\overrightarrow{y}\cdot OG.\dot{\alpha}.\overrightarrow{y}=-m.g.L.\pi.N

Sans renseignement sur N, impossible de calculer la puissance !

Posté par
Sandy12345
re : Barres et forces 10-06-23 à 21:25

Merci beaucoup



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