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Niveau terminale
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Cinématique et dynamique newtonienne

Posté par
pppauline
14-01-13 à 19:00

Bonjour!

Je ne comprend pas le corrigé de l'exercice suivant:
On considère un skieur de masse m=80kg sur une pente faisant un angle alpha= 12.0° avec l'horizontale. Il est tiré par une tige faisant un angle beta = 45) avec la pente de la piste. La force de traction T de la tige a une intensité T=400N. Le skieur remonte la pente à vitesse constante v.

Appliquer les lois de Newton et exprimer v en fonction des données du problème: g, m, alpha, beta, c et T.

Corrigé:
Dans le référentiel terrestre supposé galiléen, on écrit la seconde loi de Newton appliquée au skieur: P+f+T+R=0, puisque le mouvement est rectiligne uniforme.
On projette ensuite sur l'axe (Ox) colinéaire à la pente de la piste:
Px + fx + Tx + Rx = 0

Comme Rx=0, Px = -sin(alpha), fx= -f = -cv et Tx = T.cos(beta)


J'ai mis en gras la partie que je ne comprends pas.

Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Cinématique et dynamique newtonienne 14-01-13 à 19:39

Bonjour,

1) Faire un dessin et représenter correctement les angles, les parallèles, les perpendiculaires...

2) La réaction du sol est perpendiculaire à la pente. Donc la composante de cette réaction sur un axe parallèle à la pente est nulle

\vec{R_x}\,=\,\vec{0}

3) Le poids est une force verticale orientée vers le bas.
Sa composante selon l'axe Ox

\vec{P_x}\,=\,\vec{P}.\sin(\alpha)

Il ne faut pas oublier \vec{P} !

4) la force de frottement, opposée au mouvement est colinéaire à ce mouvement, donc se projette en vraie grandeur.

Mais tu n'as pas fait l'effort de bien recopier l'énoncé.

Il y est probablement dit que cette force de frottement est proportionnelle à la vitesse...

5) La force de traction doit être projetée également sur l'axe Ox pour pouvoir appliquer le principe d'inertie donc

\vec{T_x}\,=\,\vec{T}.\cos(\beta)

6) Ayant toutes les composantes de tous les vecteurs (résultant du bilan des forces) il est possible de ne plus considérer que les coordonnées de ces vecteurs (donc les normes des composantes avec le signe adéquat selon le sens de la force)

Posté par
pppauline
re : Cinématique et dynamique newtonienne 14-01-13 à 20:18

Merci pour votre aide!

Je ne comprends cependant pas comment vous trouvez que Px = P.sin(alpha) et Tx= T.cos(beta). D'où viennent les sinus et les cosinus?

Posté par
Coll Moderateur
re : Cinématique et dynamique newtonienne 14-01-13 à 20:59

Programme de troisième au collège...

Projection d'un vecteur sur un axe. On considère quel est l'angle entre le vecteur et l'axe.

On trouve un cosinus...

Pour le poids, l'angle est l'angle entre la pente et l'horizontale. Le poids est une force verticale.
Or \large \red \boxed{\cos(\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha)\;=\;\sin(\alpha)}



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