Bojour,
J'ai arrété les cours il ya dix ans maintenant et je vous demande de répondre à certaines questions.
Alors voici un sujet de mécanique extrait des annales du concours de tseeac de l'ENAC
Une cabine d'ascenseur de masse totale m = 1 tonne doit monter d'une hauteur h de 100 mètres. Pour cela, g0 étant le champ de pesanteur à la surface de la Terre, elle est d'abord soumise à la force égale à :
1/ -1.10 m*g0 pendant une durée t1
2/ puis égale à -0.80 m*g0 pendant une durée t2, jusqu'à l'arrêt complet.
Questions :
A/ quelle est la durée totale d'ascension t1 + t2
B/ quelle est la vitesse maximale atteinte
C/ quelle est la vitesse moyenne
Pouvez vous me dire pourquoi la force de traction s'écrit
avec un signe négatif (-1,1m.go)
merci pour votre aide
Bonsoir,
Sans aucune certitude, est ce que le signe - ne peut pas provenir du sens choisi pour orienter l'axe z ? Si on oriente cet axe de haut en bas, alors l'expression du poids P est P = + m g0, et alors T = - K m g0, ou K vaut 1,10 pendant la phase d'accélération et 0,80 pendant la phase d'arrêt ??
Mais ce serait bien d'avoir confirmation de tout ça.
Bon courage
Cette question a déjà été posée : tout est clairement exposé ici https://www.ilephysique.net/sujet-force-du-poids-d-une-cabine-d-ascenseur-228583.html
Bon courage
salut à tous,
j'ai compris on a bien
(1)¨z=0,1g pour une durée t1
(2)¨z=-0,2g pour une durée t2
mais je n'arrive pas à résoudre la deuxième
la première c'est bon j'ai v = 0,1gt et z = 0,05gt*t
peut on m'aider svp parce que là je rame
Bonjour,
Pour la seconde partie, il faut faire comme pour la première, intégrer l'équation différentielle !! Attention, les conditions initiales vont changer (on n'aura plus et ).
Mais en allant doucement et en faisant un schéma, on y arrive.
Je te laisse chercher encore un peu.
Bon courage
en intégrant la deuxieme équation j'ai:
v = -0,2 gt + K (constante)
or à t=t1 j'ai v = v1
soit v(t=t1) = -0,2gt1 + K = 0,1gt1
alors K = 0,3 gt1
donc v = -0,2gt + 0,3 gt1
mais je sais que c'est faux
peut tu me dire ou est mon erreur
je crois que tout est bien détaillé dans le lien que j'ai donné plus haut.
Si tu ne trouves toujours pas, je t'aiderai demain... (pas dispo ce soir)
Bonne recherche.
Bonsoir sosonene,
Nous aurons besoin pour resoudre ce probleme de nous souvenir de 3 Equations importantes qui regissent tout Mouvement Rectiligne Uniformement Varie(Acceleration Constante).Je te les rappelle;si tu ne les connais pas,apprends les ,elles te seront tres utiles:
x=1/2(gamma)t^2+v0t +x0 (Equation Horaire d'Espace)
v=(gamma)t +v0 (Equation de Vitesse)
v^2-v0^2=2(gamma)(x-x0) (Relation vitesse espace independante du temps)
x=Espace a l'instant t,v=vitesse a l'instant t.
x0=Espace Initial(a t=0),v0=vitesse Initiale(a t=0)
Maintenant ,examinons ton probleme:
Je pense que tu comprends,comme moi,que la 1re phase de montee est Acceleree;d'apres ton enonce,son Acceleration (gamma)=9g0 (Sens + vers le haut).
J'ecris la vitesse au bout de t1:
v1=9g0t1 (v0=0 car la cabine part au
repos)
Au cours de la 2eme phase le mouvement est decelere jusqu'a l'arret:
0=-0,2g0t2+v1
En effet,l'acceleration est negative -0,2g0 et la vitesse initiale est,POUR CETTE PHASE,la vitesse v1 atteinte a la fin de la 1ere.
En egalant les deux expressions de v1,il vient:
9t1=0,2t2
J'ai donc obtenu une 1ere relation entre t1 et t2 dont nous cherchons la somme.
Ecrivons, a present,pour ces deux phases,l'Equation vitesse espace:
v1^2=2.9g0.x1 Phase 1(gamma=9g0 et x0=0,v0=0)
0-v1^2=2(-0,2g0)x2 Phase 2(gamma=-0,2g0 et x0=0,v0=v1)
En egalant les deux v1^2 on obtient:
9x1=0,2x2
Tu remarqueras l'identite complete des Rapports de temps et d''espace;regarde ce que nous avons trouve + haut:
t2/t1=90/2=x2/x1
Ce Rapport n'est autre que le Rapport des Accelerations
9/0,2=90/2 et c'est normal.
Dans la phase deceleree qui conduit a l'arret de la cabine la deceleration est 45 fois + faible que dans la phase d'acceleration de montee.
Prenons l'Equation de proportionnalite:
x2/x1=90/2
on l'ecrit : x2/90=x1/2=x2+x1/92
Or, x1+x2=100 m (Voir l'Enonce)
d'ou x1=2.100/92
x1=2,17 m
On en deduit t1 par x1=1/2.9g0t1^2 (Equation horaire 1ere phase)
t1=0,22 s
et t2=90/2.t1
t2=9,98 s
d'ou t1 + t2=0,22 + 9,98= 10.20 s
Voila ,ton Ascenseur est lance;tu n'as plus qu'a essayer de l'arreter avec les deux questions suivantes.
Bon Courage....
Albert,
Où as-tu été chercher "Acceleration (gamma)=9g0 " pendant la durée t1 ?
Cela ferait plier les jambes à la plupart des humains normaux.
Comme l'a écrit nutsdz dans son message du 17-03-10 à 22:23, le problème a été, par exemple, traité ici : Force du poids d'une cabine d'ascenseur
Le texte me dit qu'une cabine d'ascenseur doit monter et qu'elle est soumise a une force -10mgo,je suis en droit de penser que cette Force est la force de traction que l'on impose pour vaincre le Poids!
D'ou: 10mgo-mgo= 9mg0
Bon Apres-Midi J-P,
J'ai repondu a ta question en te disant comment j'avais compris l'Enonce,
Si on comprend les valeurs d'Acceleration et de Deceleration des deux phases du mouvement de l'Enonce, comme tenant compte de g0( Acceleration de la Pesanteur),ca ne change,je pense que tu en seras d'accord, pas le Fond du Probleme.
La Methode que j'ai proposee me semble rester valable et seuls les Resultats,au final,en seront quelque peu modifies.
J-P ,
Ote moi d'un doute;il fallait lire -1,10mg0?
et -0,8mg0?
Je pense que c'est ca que tu veux dire et le point m'a induit en erreur.
Il n'y a plus qu'a reprendre les calculs.
Bon courag a Tous....
Bon Apres-Midi,
Dans la Solution que j'ai proposee plus haut,les valeurs des Accelerations pour les 2 phases sont erronees.
La Methode reste valable en prenant les accelerations suivantes:
(gamma1)=10^-1go (Phase1)
(gamma2)=-0,2g0 (Phase2)
Les Equations donnent:
v1=10^-1got1 vitesses Phase 1 et 2
0=-2.10^-1got2+v1
En egalant les deux vitesses,il vient:
t1/t2=2
Je reprends les equations vitesse-acceleration (independantes du temps pous les 2 phases)
v1^2=2.10^-1g0x1
0-v1^2=-2.2.10^-1gox2
En egalant les v1^2 j'en tire:
x1/x2=2
je manipule cette proportion:
x1/2=x2/1=x1+x2/3
il vient: x1=2/3(x1+x2) 2/3.100(x1+x2=100)
x1=66,67m
et x2=1/3.100
x2=33,33m
Je calcule t1 par l'equation d'espace phase 1:
x1=1/2.10^-1got1^2 (g0=10 m/s/s)
d'ou t1^2=2x1
t1=Racine Carree(2x1)= 11,55s
t2=t1/2=5,77s
d'ou la duree demandee:
t1+t2=11,55+5,77= 17,32s
J'espere que cette fois ce sera convaincant...
Bonjour,
Alors, il faut distinguer les 2 phases.
Phase 1, entre et :
On a l'équation différentielle : . On trouve la solution de la forme :
, et l'expression de la vitesse : . Je mets l'indice pour rappeler que ces expressions sont valables pour la phase 1, c'est à dire pour
Pour la phase 2, on a le même raisonnement avec l'équation . On intègre une première fois pour obtenir la vitesse :
, où représente la vitesse initiale lors de cette phase 2. Cette vitesse initiale n'est pas nulle, mais égale à la vitesse calculée dans la phase 1, pour . En effet, on définit une nouvelle origine des temps lors de la phase 2, donc dans la phase 2, correspond à pour la phase 1. Je m'excuse du manque de rigueur de la démarche, mais les calculs sont tellement plus simple comme ça !!
On a donc . Et la vitesse s'écrit :
On détermine ensuite l'équation horaire pour la phase 2 :
.
Là aussi, on voit sur le schéma que
Finalement, l'équation devient :
A la fin de la phase 2, la cabine s'arrête, donc .
On connaît également l'altitude d'arrêt de la cabine : . On exprime avec l'expression déterminée précédemment, et on remplace par la valeur calculée ci-dessus :
soit s. On trouve ensuite s, et la durée de l'ascension s.
Voilà, j'espère que tout est clair maintenant.
Bon courage pour la suite de l'exercice.
Mille excuse, j'ai mis tellement de temps à écrire ce post que je n'avais pas vu la solution d'Albert...
Les deux résultats semblent cohérents (j'ai un peu arrondi), tu as donc maintenant 2 démarche pour résoudre le problème.
Espérant que tout ceci t'aidera...
Oui Albert,
Ma remarque sur la valeur de l'accélération n'était pas anodine...
Mais elle était là de manière générale.
Il n'est pas très grave de mal lire une donnée, par contre il est très important de se rendre compte si une donnée (ou d'ailleurs un résultat trouvé) est ou non dans le domaine du possible.
Une accélération de 9g pour un ascenseur est absurde ... et quand on a une telle donnée, il y a de suite quelque chose qui doit faire "tilt" dans l'esprit... On ne peut pas aller plus loin.
une accélération de 9g vers le haut communiquée à la cabine signifie que le bonhomme dans la cabine qui accélère vers le haut aura la sensation de peser 10 fois son poids réel. Il se retrouvera par terre, ses jambes ne pourront pas le maintenir debout.
Et si une telle accélération était appliquée à la cabine vers le bas, alors, le bonhomme serait collé au plafond de celle-ci comme dans les dessins animés.
Quand on aborde de tels problèmes, il est important de "sentir" que ce qu'on fait est ou non dans le domaine du possible.
C'est même, à mon avis, plus important que de jongler avec les formules.
Faire de la physique en se réfugiant derrière des manipulations de formules (même bien comprises) sans avoir le réflexe, à chaque pas de l'avancée vers la solution, de se demander si les résultats obtenus sont "plausibles" est bien dangereux.
Ces remarques ne sont en rien une critique, mais seulement un conseil de vieux routard.
Bonsoir J-P,
Les remarques que tu m'as faites sont tout a fait justifiees et quand bien meme ce serait des critiques,je suis d'autant plus enclins a les accepter, que je les ai moi-meme ,a de nombreuses reprises ,faites a mes etudiants au cours d'une longue carriere.
Tout ceci nous montre et a ceux qui enseigne ou qui sont enseignes,malgre l'experience, a quel point il faut etre prudent et comme l'ecrivait Descartes:"eviter soigneusement la precipitation et la prevention et n'admettre rien de plus en mes jugements que tout ce qui se presenterait si clairement et si distinctement a mon esprit que je n'eusse aucune occasion de le mettre en doute".
Bonne Soiree et Bon Week-End...
Bonsoir,
J'ajoute mon commentaire pour dire que je suis totalement d'accord avec vos remarques. Vérifier l'homogénéité d'une expression littérale, ou avoir une idée de l'ordre de grandeur d'un résultat, c'est à mon sens aussi important que de savoir aligner sans faute 10 lignes de calculs (mais si on peut faire les deux, c'est encore mieux). J'espère que les étudiants en ont conscience ??
En tout cas, je suis nouveau sur ce forum, mais l'état d'esprit me plaît !!
Bonne soirée, à bientôt
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