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chariot vecteur force tension réaction st michel

Posté par
madexplorer
12-02-14 à 11:16

Bonjour je travaille sur cette exercice en ce moment, j'ai pu trouvé des pistes de réponses sur le site (que j'ai copié collé), et j'aimerai approfondir les dernières questions qui sont je ne sais pas pourquoi toujours les plus difficiles...

merci à Emy7

l'angle est de 38 degrés.
1) rempli de matériaux, un chariot est tiré par une corde et monte à une vitesse constante le long du plan incliné. La masse du chariot et de son chargement est M= 480 kg. pour simplifier l'étude on néglige tout frottement. On représente la réaction du plan incliné sur les roues du chariot par une force unique vecteur R appliqué en B. la direction de cette force est normale au plan incliné.

a) définir le système et le référentiel utilisé.
b) quelles sont les forces agissant sur le système ?
c) quelle relation vérifient les vecteurs force en présence ?

2. Par une méthode graphique déterminer la valeur T de la tension de la corde et la valeur R de la réaction du plan incliné.
on utilisera l'échelle 10 mm 1kN( 1 kN = 1000 N)

3. déterminer les valeur T et R au moyen de projections sur deux axes orthogonaux convenablement choisis.


les réponses :

merci a Boltzmann-Solver

1)a) Référentiel terrestre. Système charriot/corde dans le repère (0,x aligné dans la direction du chariot,y orthogonal direct)
b)Bilan des forces :

- le poids  .............. vecteur P (Je ne le projète pas pour le moment car c'est la difficulté de l'exo).
- la réaction du support vecteur R
- La tension de la corde vecteur T

c) D'après le principe d'inertie : vecteur P + vecteur T + vecteur R = vecteur nul

2) D'après 1c), il faut que tu dessines 3 vecteurs dont la somme est nulle.

3) Par projection dans le repère, on peut écrire que : vecteur P = mg (cos ;sin)

(m = masse en kg, g = constante gravitationnelle 9,8 N kg-1)

Donc, T = mg.cos et R = mg.sin

merci à J-P pour le dessin.
La question 2 porte sur une résolution graphique.
On connait P et on connait les directions de N et de T --> on construit et on mesure les longueurs sur le dessin.
Et on remet les résultats compte-tenu de l'échelle cm/Newton choisie.
On trouve :
N = 3800 N et T = 2900 N

Ceci naturellement avec l'imprécision due à la construction.

-----
La question 3 demande une résolution calculatoire.
On projette des différence force sur 2 axes quelconques mais pas de même direction.
Comme la résultante vectorielle de toute les forces est nulle, il en va de même pour la projection de ces forces sur les 2 axes.

On a donc un système d'équation à 2 inconnues qui permet de calculer les forces.
-----

Je décroche au 3)la formule ne me "parle pas"

Merci aux précédants posteurs et aux réponses qui leurs ont été apportées,

a très vite pour une discussion

chariot vecteur force tension réaction st michel

chariot vecteur force tension réaction st michel

chariot vecteur force tension réaction st michel

Posté par
Coll Moderateur
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 11:25

Bonjour,

Que valent les coordonnées des trois vecteurs \vec{T}, \vec{R_n} et \vec{P} dans le système d'axes (O ; Ox, Oy) ?

Posté par
madexplorer
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 12:03

bonjour Coll

merci pour votre réponse rapide
(je m'éclate avec les émoticônes)
au passage comment faites vous les vecteurs P? ...

j'ai compris que la Q? 2 se résolvait par des mesures sur le dessin convertie selon l'échelle 10mm <=> 1kN
grâce a J-P

ainsi qu'avec des formules simples de trigo : norme P hypoténuse norme t et Rn cotés adjacent et opposé (cos sin de 38°)

j'ai compris aussi que 2 angles dont les cotés sont perpendiculaire 2 à 2 sont égaux

mais est ce que la configuration des vecteurs-forces dans le principe d'inertie permet de revenir à cette base du triangle rectangle?

O centre d'inertie ? départ des vecteurs P Rn T ?
Ox parallelle au plan incliné ?
Oy perpendiculaire au plan incliné?

dans ce cas P confondu avec ordonée Oy donc
Px = 0 et Py = - 480 kg *9,8 N.kg-1 * 10/1000 mm/N = - 47 mm

non c'est faux vect P n'est pas sur Oy

ce sont Rn qui est sur Oy et T sur Ox

Rnx = 0 Rny = ?
Tx = ?  Ty  = 0

j'ai bon?

Posté par
Coll Moderateur
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 12:13

D'accord pour les coordonnées des vecteurs \vec{T} et \vec{R_n}

Je les reprends :

\vec{T}\;\;\begin{array}{|c}T \\ 0 \end{array}


\vec{R_n}\;\;\begin{array}{|c} 0 \\ R_n \end{array}

en notant les modules, pour la simplicité :
T \,=\,||\vec{T}||
et
R_n \,=\,||\vec{R_n}||

Mais je ne vois toujours pas les coordonnées du vecteur poids \vec{P}
___________

Pour écrire un vecteur, par exemple le vecteur \vec{AB}
. tu tapes \vec{AB}
. tu sélectionnes cela
. tu cliques sur le petit bouton LTX qui se trouve en bas du cadre d'écriture au-dessus de "Aperçu"
. cela place des balises [tex][/tex] autour de la sélection
. comme ceci : [tex]\vec{AB}[/tex]

N'oublie pas de vérifier avec "Aperçu" avant de poster.

Posté par
madexplorer
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 12:24

Super les réponses

 \vec{P}   s'il faut repasser par Pythagore ?

 \vec{P} =  \vec{R} +  \vec{T}

du coup je dirais

\vec{T}\;\;\begin{array}{|c}T \\ -0 \end{array} + \vec{R_n}\;\;\begin{array}{|c} 0 \\ R_n \end{array}


= \vec{P}\;\;\begin{array}{|c} 0 + T \\ R_n - 0 \end{array}

Posté par
Coll Moderateur
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 12:30

Pythagore n'a pas grand-chose à faire là-dedans...
____________

On cherche les normes (modules, intensités, valeurs...) T et Rn

Pour cela il faut commencer par trouver les coordonnées du vecteur \vec{P} en fonction de :
. M, la masse du chariot
. g, l'accélération due à la pesanteur
. , l'angle que fait le plan incliné avec l'horizontale

Posté par
madexplorer
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 13:49

Les quatre termes suivants sont synonymes : norme,intensité, longueur, module.

480 kg . M, la masse du chariot
9,8 N  . g, l'accélération due à la pesanteur
38 °   .  l'angle que fait le plan incliné avec l'horizontale

T \,=\,||\vec{T}||
et
R_n \,=\,||\vec{R_n}||

Dans le plan muni d'un système orthonormé, on a : ||\vec{(a b)}|| =(a2+b2)

||\vec{P}|| = ( T2 + R2 ) = 480 * 9,8 * 10/1000     ( en mm )
||\vec{T}|| = sin 38 * ||\vec{P}|| en mm
||\vec{R}|| = cos 38 * ||\vec{P}|| en mm

...

Posté par
madexplorer
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 14:46

je peine sur ce theme

sinon je trouve :


\vec{P} = ( 0;47,04 ) en mm

Ty sin 38 = T
Tx cos 38 = T

Ry cos 38 = R
Rx sin 38 = R

comment pouvons nous déterminer Ty Tx et Ry et Rx toute en cherchant R et T ?

Posté par
Coll Moderateur
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 15:06

J'ai beaucoup de mal à te suivre.
Tu recopies des bouts de réponse un peu partout mais tu ne construis aucun raisonnement.
___________

en notant les modules :

T \,=\,||\vec{T}||

R_n \,=\,||\vec{R_n}||
et
m.g \,=\,||\vec{P}||
avec
g \,=\,||\vec{g}||

On projette les trois vecteurs \vec{T}, \vec{R_n} et \vec{P} sur les axes :

\vec{T}\;\;\begin{array}{|c}T \\ 0 \end{array}

\vec{R_n}\;\;\begin{array}{|c} 0 \\ R_n \end{array}

\vec{P}\;\;\begin{array}{|c}-m.g.\sin (\alpha) \\ -m.g.\cos (\alpha) \end{array}

D'après la première loi de Newton (puisque la vitesse est constante) :

\vec{T}\,+\,\vec{R_n}\,+\,\vec{P}\,=\,\vec{0}

On projette cette somme vectorielle sur les axes :

\vec{T}\,+\,\vec{R_n}\,+\,\vec{P}\,\;\begin{array}{|c}T\,+\,0\,-\,m.g.\sin (\alpha) \\0\,+R_n\, -\,m.g.\cos (\alpha) \end{array}

et, puisque cette somme vectorielle est nulle, les coordonnées sont celles du vecteur nul, c'est-à-dire \begin{array}{|c} 0 \\ 0 \end{array}

Ceci te permet de connaître les valeurs de T et de R_n

Posté par
madexplorer
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 16:00

Merci beaucoup,

J'ai effectivement du mal a mettre de l'ordre dans ce que je sais, afin de rédiger la réponse correctement.
mais je crois que j'ai bien compris le déroulement du raisonnement pour tout rassembler.

La Q?2 permet d'avoir par le dessin une idée que la réponse de la Q?3 permet de trouver par le calcul. c'est bien ça?

c'est le premier exercice que je fais de ce type.

encore merci pour vos réponses.

Posté par
Coll Moderateur
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 16:18

Oui, par le dessin on trouve des résultats approximatifs.

Par le calcul on trouve les valeurs exactes (qui ne doivent pas être éloignées de celles trouvées par le dessin, sinon c'est qu'il y a une erreur - au moins - quelque part).

Quelles sont donc tes réponses ?

Posté par
madexplorer
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 16:32



T = 0 + 480 * 9,8 * sin 38 = 2896,07 N soit 28,96 mm sur le dessin
R = 0 + 480 * 9,8 * cos 38 = 3706,80 N soit 37,06 mm sur le dessin

avec

cos 38 = R/P  donc R = P cos 38
sin 38 = T/P  donc P = P sin 38

P = mg = 480 * ,9,8

ça avec la somme de II vecteur II  (très dense pour un résultat très arithmétique non?)

c'est trivial comme réponse, mais c'est tout c qu'il y a à savoir ?

je m'embrouillais aussi en prenant comme repère Ox l'horizontal et Oy la vertical ...

coll

Posté par
Coll Moderateur
re : chariot vecteur force tension réaction st michel 12-02-14 à 16:47

T = m.g.sin() = 480 9,8 sin(38°) 2,9.103 N (ou 2,9 kN)

Rn = m.g.cos() = 480 9,8 cos(38°) 3,7.103 N (ou 3,7 kN)

Et ce que tu as écrit ensuite ne sert à rien.



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