Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

conversions et transferts de l'énergie

Posté par
Daninho
06-04-23 à 01:02

Bonsoir tout le monde, je suis nouveau sur ce site internet qui m'a l'air fort sympathique lorsque l'on a un problème. Je n'arrive pas a résoudre cette exercice de Physique . Et pour préciser, j'ai bien essayer de résoudre cette exercice avant de demander de l'aide, mais je n'ai pas réussi.

Dans une attraction foraine du type "montagne russe", un chariot de masse 50 kg est lâché sans
vitesse initiale en A. Il ne sera freiné qu'entre F et G, où il s'arrêtera.
Les frottements sont supposés nuls entre A et F.
On donne z A = 40,0 m ; z B = z D = z F = 20,0 m ; z C = 30,0 m ;
z E = 10,0 m ; z G = 0 m ; FG = 35,0 m.
On prendra g = 10 N/kg

1) Calculer le travail du poids pour le chariot entre A et B.
2) Calculer le travail du poids pour le chariot entre A et G.
3) Donner l'expression littérale du travail des forces de frottement f, considérées constantes, entre F et G.
4) Que pouvez-vous dire pour la résultante des forces extérieures appliquées au chariot au point G ? Justifier.
5) Quelle relation a-t-on entre le travail du poids entre A et G et celui des forces de frottement entre F et G ? Justifier.
6) En déduire la valeur de f.

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 06-04-23 à 04:49

Bonjour,
Qu'as-tu réussi à faire et où tu es bloqué ?

NB: si ton exercice a un schéma, tu peux prendre photo et joindre ici. Tu as un bouton "Img" juste en bas de ta zone de saisie, qui te permet d'attacher une image.

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 06-04-23 à 14:38

Bonjour, merci de me donner de votre temps pour résoudre cette exercice. J'ai mis dans mon premier message  a partir la question 1), mais en réalité c'est la question 3)(image exercice) car j'ai déja réalisée les deux premières, je me suis trompé.
je vais quand même vous faire part de mes réponses à la 1) et a la 2):

1) le travail du poids est moteur en en BC car Wbc(F)(le travail d'une force) > 0 donc 0° a90 ° donc négatif. J'ai mis le W en majuscule et les lettres pour bien différencier les deux.

2) Le travail est résistant en AB car Wab(F)<0 donc 90° <a180° donc négatif.

Donc,Pour la question 3) j'ai appliquée la formule du travail du poids:

Wab(P) = P x AB x cos(a) = m x g x (za-zb) = 50 x 10 x (40,0-20,0) = 1,0 x 104 J

Pour la question 4), j'ai fait la même chose mais je ne sais pas si il faut aditionner entre les hauteurs ou soustraire, dans mon calcul j'ai additionner: Wag(P) = P x AG x cos(a) = m x g x cos(a) = 50 x 10 x (40,0 - 20,0) +ou-?(20,0-30,0) + (30,0 - 20,0) + (20,0-10,0) + (10,0-20,0) + (20,0-0) = 10020 = 1,0 x 104 J
j'ai donc trouver le même résultat qu'a la question 3).

Pour la question 5): L'expression littérale du travail des forces de frottement, considérées constantes entre F et G est: Wfg(F) = F x FG x cos(180) = -F x FG il demande juste de donner l'expression littérale et non calculer si je ne me trompe pas ?

Pour la question 6): Le chariot étant a l'ârret au point G, la résultante des forces extérieures au chariot est nulle, conformement au principe fondamental de la dynamique.

pour la question 7)  je ne pense pas que cela soit bon : Le travail du poids entre A et G est égal a Wag(P) = P x z ou P est le poids du chariot et z la difference d'altitude entre A et G. Comme le chariot est supposé ne pas avoir de vitesse intiale à A, son énergie cinétique initiale est nulle. Selon le principe de  conservation de l'énergie, le travail des forces extérieures doit être égal à la variation de l'énergie cinétique. Comme l'énergie cinétique initiale est nulle et que l'énergie cinétique finale est nulle (le chariot est à l'ârret à G ) le travail des forces extérieures doit être égal à l'opposé du travail des forces de frottement entre F et G. Donc, on a : W(P) =-W(f), soit P x z = -f x d (d étant  la distance).

Pour la question 8) je ne sais donc pas si la réponse a la question 7) est correcte pour faire la 8).

Voila mes réponses a cet excercice !

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 06-04-23 à 20:02

Tu n'as pas répondu aux questions posées.
Allons pas à pas !
Question 1) : On demande de Calculer le travail du poids du chariot entre A et B.

Que vaut l'expression du travail du poids d'un corps de masse m, se déplaçant d'un point A (altitude ZA) à un point B (altitude ZB)?

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 06-04-23 à 23:42

J'ai oublier de vous donner l'image de l'exercice ! et de mettre les vraies question 1) et 2) dans mon premier message. Cela va être beaucoup plus claire avec l'image. A partir de maintenant regarder seulement les questions de l'image pour ne pas vous tromper.

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 06-04-23 à 23:43

Voila l'image :

 conversions et transferts de l\'énergie

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 02:16

Voilà ! Les questions 1) et 2) de l'image sont différentes des questions 1) et 2) que tu avais écrit dans ton message du 06-04-23 à 01:02

Maintenant, répondons aux questions de l'image.

Question 1) : où le travail du poids est-il moteur ?
Pour t'aider à répondre à la 1ère question, je te pose ceci :
Quand est-ce dit-on qu'un travail est moteur ?
Quand est-ce dit-on que le travail du poids est positif ?

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 09:53

Justement, les réponses des questions 1) et 2) correspondent au question 1) et 2) sur l'image. Regarder au début de mes réponses.

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 11:57

T'es réponses d'en haut ne sont pas vraies.

Je suis d'accord avec toi qu'un travail moteur est un travail positif (W > 0) et un travail résistant est un travail négatif (W < 0).

Mais si un corps tombe dans le champ de pesanteur g, l'altitude diminue et le travail du poids est positif. Si le corps monte, l'altitude augmente et le travail du poids est négatif. Tu peux revoir ton cours sur le travail du poids d'un corps.
Maintenant regarde bien ton image, tu verras entre quels points le corps descend et entre quels points il monte, sachant qu'il va de A vers G. Ensuite, c'est facile pour toi de répondre aux questions 1) et 2)

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 14:34

Donc pour la question 1)Si un corps tombe dans le champ de pesanteur g, l'alltitude diminue et donc le travail du poids est moteur et positif. Donc le travail est moteur en AB,CD,DE,FG
Pour la question 2): A l'inverse s'il le corps monte, l'alltitude augmente et donc le travail du poids est résistant donc négatif. Donc le travail du poids est résistant en BC et EF.
Maintenant on peut passer à la question 3) ?

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 16:23

C'est ça !

Question 3) : On demande de Calculer le travail du poids du chariot entre A et B.

Que vaut l'expression du travail du poids d'un corps de masse m, se déplaçant dans le champ de pesanteur g d'un point A (altitude ZA) à un point B (altitude ZB)?
C'est l'application directe du cours

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 17:27

Regarder ma réponse dans le premier message. Je suis presque 100% sur que la réponse est bonne.

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 18:52

Citation :
Wab(P) = P x AB x cos(a) = m x g x (za-zb) = 50 x 10 x (40,0-20,0) = 1,0 x 104J


Oui, le travail du poids entre A et B est W_{A\rightarrow B}(\vec P) = mg(Z_A-Z_B)= 10^4 J = 10 kJ

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 21:39

est ce que la question 4) est bonne ?

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 21:52

Question 4) :
Maintenant, tu appliques la même formule, mais entre A et G. C'est très facile ça, puisque tu as ZA et ZG. Le chariot va de A vers G.

W_{A\rightarrow G}(\vec P) = ...

Ensuite, tu fais l'application numérique.

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 23:31

Moi je pensais qu'il fallait additionner toutes les alltitude entre A et G et non  juste A et G. Donc la réponse est : Wag(P) = P x AG x cos(a) = m x g x (za-zg) = 50 x 10 x (40,0-0) = 2,0x104J = 20kJ

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 07-04-23 à 23:32

est ce que ma réponse à la question 5) est bonne ?

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 00:01

Oui c'est bon : W_{A\rightarrow G}(\vec P) = mg(Z_A-Z_G)= 20 kJ

Ou encore le travail du poids entre A et G est :

W_{A\rightarrow G}(\vec P) = W_{A\rightarrow B}(\vec P) + W_{B\rightarrow C}(\vec P) + W_{C\rightarrow D}(\vec P) +W_{D\rightarrow E}(\vec P) + W_{E\rightarrow F}(\vec P) + W_{F\rightarrow G}(\vec P)

Ensuite, tu cherches les travaux intermédiaires. Tu auras le même résultat. Dans ce cas, ça sera un travail trop long.
Sais-tu que le travail du poids est indépendant du chemin suivi ? Il ne dépend que de la différence d'altitude entre le point de départ et le point d'arrivée.
Retiens ceci :
W(\vec P) = mg (Z_{départ} - Z_{arrivee})

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 01:07

Je savais que le travail du poids était  indépendant du chemin suivis mais je n'y avais pas pensera metre cela sous cette formule, merci ! maintenant ma réponse à la question 6)  

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 01:40

Citation :
Pour la question 6): Le chariot étant a l'ârret au point G, la résultante des forces extérieures au chariot est nulle, conformement au principe fondamental de la dynamique.


Oui, le système est au repos. Les forces extérieures appliquées sur lui se compensent mutuellement (système pseudo-isolé).

Donc \sum{\vec F_{ext}} = \vec 0  (principe d'inertie)

PS: le principe d'inertie est une conséquence du principe fondamental de la dynamique.

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 11:55

D'accord,  a la question 7) je ne suis pas sur d'avoir bon.

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 15:59

Récapitulons :

Question 5) : W_{F\rightarrow G}(\vec f) = -\vec f.FG

Question 6) :  \sum{\vec F_{ext}} = \vec 0  (principe d'inertie)

Maintenant, la question 7) : tu connais le Théorème de l'énergie mécanique ? Système conservatif ? Système non-conservatif ?

Oui je suis d'accord avec toi que : W_{A\rightarrow G}(\vec P) = -W(\vec f)

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 16:27

On est d'accord que pour la question 7), il  faut juste donner l'expression et non faire le calcul ? Et aussi pouvez vous me dire quelle chose sont bonne et fausse dans ma réponse à la question 7) ?

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 16:46

Oui c'est correct, ce que tu as écrit. Mais il fallait juste se limiter à la relation entre le travail du poids et le travail des forces de frottement.

W_{A\rightarrow G}(\vec P) = -W(\vec f)

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 17:23

Merci beaucoup ! Pour la question 8), je n'est pas proposé de réponse. Comment peut on procéder ?

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 18:36

Tu as déjà établi que W_{A\rightarrow G}(\vec P) = -W(\vec f)

Il suffit de remplacer le travail du poids entre A et G par son expression et le travail des forces de frottement par son expression, puis tu tire f.

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 21:56

Donc on a : Wag(P) = -W(f) = 50x10x(40,0-20,0) = -f x 35 soit f = 571,4 N

Posté par
hdiallo
re : conversions et transferts de l'énergie 08-04-23 à 23:30

Ton application numérique devrait conduire à une valeur négative de f. Pourtant tu as trouvé la bonne valeur de f. Tu as mal tiré f et ZG ne vaut pas 20,0 m.

W_{A\rightarrow G}(\vec P) = mg(Z_A-Z_G)  et

W_{F\rightarrow G}(\vec f) = -\vec f.FG

Or  W_{A\rightarrow G}(\vec P) = -W(\vec f)

  \Leftrightarrow mg(Z_A-Z_G) = - (-f.FG)=+f.FG

Donc  f = \frac {mg (Z_A-Z_G)}{FG}

Je te laisse faire correctement l'application numérique.

Posté par
Daninho
re : conversions et transferts de l'énergie 10-04-23 à 18:41

Bonjour, merci beaucoup de m'avoir aider pour cette exercice ! c'était vraiment cool 😎



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !