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calcule de la force motrice à partir theoreme Ec

Posté par
JAIMEPHY
14-11-16 à 11:33

bonjour voila l'enonce je bute a la question 1.2.3

on  décrit le dispositif d'un treuil cylindrique servant à monter l'eau d'un puits de profondeur h = 10m. Le seau vide a une masse m0 = 1,5 kg et une contenance de 10L; le tambour a un rayon de r = 10cm ; le volant lui a un diamètre D = 50cm. A l'extrémité du volant, un ouvrier exerce une force constante , tangentielle au mouvement qui permet de soulever le seau plein d'eau à vitesse constante.
On donne : masse volumique de l'eau ρ = 1000 kg.m-3 ;
intensité de la pesanteur g = 10 N/kg
1.1. A l'aide du théorème des moments, calculer la force F minimale à exercer à l'extrémité du volant pour monter le seau plein d'eau. On néglige tous les frottements.
1.2. On décide d'appliquer le théorème de l'énergie cinétique au système {tambour-volant-seau} entre z = 10m et z = 0 pour retrouver le résultat de la question  1.1.
1.2.1. Enoncer le théorème de l'énergie cinétique.
1.2.2. Quelles sont les forces extérieures qui s'exercent sur le système {tambour-volant-seau} ?
1.2.3. Ecrire alors la relation traduisant le théorème de l'énergie cinétique et en déduire la force F.
1.3. Combien de tours du volant faut-il effectuer pour monter le seau de h = 10m?
1.4. L'ouvrier fait 72 tr/min. Calculer la puissance développée par cet ouvrier

voici ce que jai fais:
1.1
M(F)=M(T'1)F*(D/2)=T'1*rF=(2*r*T'1)/D avec T'1=T1=P=(mo+m')*g et m'=*v

1.2.1
Ec=W(Fext)

1.2.2
les forces exterieures sont:
-le poids P du seau
-la force F de l'ouvrier
-la tension T1 de la corde sur le seau
-la tension T'1 de la corde sur le volant

1.2.3
Ec=Ect + Ecr=W(P)+W(T1)+W(T'1)+W(F)
(Ectf-Ecti)+(Ecrf-Ecri)=W(F)+W(T'1) car P=T1 et leur deplacement sont contraire donc, W(P)+W(T1)=0 ; de plus, Ecti=0 ,Ecri=0 car Vi=0 et wi=0 En fait, moi je suppose que le seau qui le fond du puits et en cet instant je me dis qu'il n'ya pas de vitesse lineaire et de rotation je ne sais pas si ce sont les vitesses finales qui seront egale a zero a la fin de montée du seau. mais dans tous les cas je me bute au calcule des vitesses.
Ectf+Ecrf=W(T'1)+W(F)
(1/2)*(mo+m')*V2f+(1/2)*Jw2f=T1*r*+F*(D/2)* or h=r*=h/r; de plus on sait que Vf=r*wf. mais alors comment calculer l'un ou l'autre je peux deja a ce niveau exprimer F de maniere litterale mais je ne sais comment trouver Vf ou wf(vitesse angulaire)

1.3
on sait que h=(D/2)* or =2*pi*n
n=h/(D*pi)

1.4
N=72tr/min=1,2tr/s
on sait P=M(F)*w avec w=2*pi*N

svp aider moi surtout la question 1.2.3

Posté par
picard
re : calcule de la force motrice à partir theoreme Ec 14-11-16 à 14:07

Bonjour.

Rien à dire jusqu'au 1.2.2, tout est correct ; toutefois, n'oubliez pas de sortir F, c'est ce qui est demandé.

A partir du 1.2.3, il y a des choses à revoir.

Choix de ti et tf.
La remontée du seau se fait à vitesse constante...

Citation :
...qui permet de soulever le seau plein d'eau à vitesse constante.
Choisissez dans ce cas deux instants auxquels la vitesse de montée a atteint sa valeur "de croisière".

On aura alors vi = vf et Ec = 0.

Il n'y a pas d'autre option car rien dans l'énoncé ne précise les conditions de démarrage de la montée, on ne peut donc pas calculer l'accélération.

Concernant les travaux des forces.
Citation :
Ec=Ect + Ecr=W(P)+W(T1)+W(T'1)+W(F)
Très bien, rien à dire là dessus.

Citation :
car P=T1 et leur déplacements sont contraires donc, W(P)+W(T1)=0
C'est vrai, mais il aurait été plus astucieux d'écrire   \vec{T_1} et  \vec{T'_1} ont même valeur et des sens opposés, donc    W(\vec{T_1}) + W(\vec{T'_1}) = 0

Vous restiez ainsi avec Ec=Ect + Ecr=W(P)+W(F) = 0

De toutes façons, il faut revoir la fin de votre résolution, vous avez fait une erreur concernant le signe du travail de \vec{T'_1} ; si on oriente positivement l'axe vertical dans le sens de la montée, le travail de \vec{T'_1} sera RESISTANT et vous aurez donc : W(\vec{T'_1}) = - T'_1 r  \Delta \theta


Je vous laisse revoir ça et faire les applications numériques.


La fin semble correcte.

A plus.

Posté par
JAIMEPHY
re : calcule de la force motrice à partir theoreme Ec 14-11-16 à 15:07

MERCI BEAUCOUP picard

Posté par
picard
re : calcule de la force motrice à partir theoreme Ec 14-11-16 à 16:50

Je vous en prie.

A une prochaine fois peut-être.



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