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Niveau terminale
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Deuxième loi de Newton

Posté par
heep
23-02-12 à 18:25

Bonjour, alors voilà j'ai du mal à résoudre un exercice
L'énoncé est le suivant:
Un bloc de centre d'inertie G et de masse m = 200g est accroché à un ressort à spires non jointives.
Le bloc est tiré vers la droite à partir de sa position de repos, puis lâché. Il prend alors un mouvement de translation rectiligne non uniforme.
Le schéma ci dessous représente le dispositif à une date t1 où la longueur du ressort est supérieure à sa longueur au repos. A cette date t1, le vecteur vg est dirigé vers la droite.

La 1ere question est de Représenter la force exercée par le ressort sur le bloc sans préciser sa valeur. Indiquer si la valeur vg de la vitesse de G est en train de croître ou de décroître.

La 2eme question est: La valeur de la force exercée par le ressort sur le bloc est de 3.40N à la date t1. Calculer alors la valeur du vecteur accélération de G.

pour la question 1 j'ai mis :
référentiel : Galiléen terrestre.
système : bloc
et pour la vitesse je dirais qu'elle croit jusqu'à un certain point,

Est ce que quelqu'un pourrait m'aider? Merci d'avance!

Deuxième loi de Newton

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 19:42

?

Posté par
bibe
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 21:29

Bonjour,

1) Oui, la vitesse va croître jusqu'à ce qu'elle passe la position du ressort au repos où le bloc va comprimer le ressort qui va ralentir le bloc jusqu'à annuler sa vitesse et repartir dans l'autre sens.

2) A la date t1, quelle(s) force(s) s'applique(nt) au bloc?
Appliques le principe fondamental de la dynamique, tu décomposes ton accélération suivant les 3 axes du repère (xyz même si l'accélération est nulle sur un ou plusieurs de ces axes) et tu pourras trouver la valeur de l'accélération du bloc.

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 21:39

Je dirais que le bloc subit son poids P, l'action normale du support Rn, et la tension F.
Mais étant donné que le bloc ne s'enfonce pas et ne décolle pas, on a P et Rn qui se compensent, est ce juste?

Posté par
bibe
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 21:50

Oui c'est juste.

Tu n'es pas obligé de faire comme j'ai dit dans mon post précédent, tu n'est pas obligé de décomposer suivant chacun des axes mais c'est une façon de se débarrasser de la notation vectorielle.

Si le poids et la réaction du support se compense, qu'est ce qu'il te reste quand tu appliques la 2ème loi de Newton?

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 21:53

Bonne question .. je ne sais pas vraiment à vrai dire, la tension?

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 21:55

Le vecteur somme des forces extérieures est alors égal à m* le vecteur accélération?

Posté par
bibe
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 22:04

2ème loi de Newton: \sum \vec{F_{ext}}=m.\vec{a_{M/R}}    M=le bloc en mouvement et R=référentiel

Si on remplace la somme des forces, on a:

\vec{P}+\vec{R}+\vec{T}=m.\vec{a_{M/R}}

R: réaction du support
P: poids
T: tension du ressort (force de rappel)

On a:\vec{P}+\vec{R}=\vec{0}

Donc: \vec{T}=m.\vec{a_{M/R}}

T.\vec{ex}=m.\ddot x .\vec{ex}

\ddot x est l'accélération de M suivant l'axe x.

Voilà tu as la relation vectorielle, tu as la valeur de la force T, tu as la masse m, en prenant le module de cette expression on trouvera la valeur de l'accélération.

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 22:12

et donc on obtient a= T/m soit a = 3,40/200E-3 = 17 m*s-2 ?

Posté par
bibe
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 22:24

Voilà, l'accélération du bloc à l'instant t1 vaut 17 m/s².

J'espère que tu as compris la démarche. De manière générale dans un exercice de ce type:

- Choisir un référentiel.
- Faire le bilan des forces s'appliquant sur le système.
- Ecrire le principe fondamental de la dynamique.
- En général, on écrit la relation vectorielle liant l'accélération sur l'axe x avec les forces agissant suivant l'axe x. La même chose suivant y et z.
- Si tu cherches la vitesse du système étudié tu intègres chacune des relations par rapport au temps.
- Si tu cherches la position du système étudié tu intègres une nouvelle fois par rapport au temps.

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 22:30

Dans l'ensemble ca va, c'est un des premiers exercice que je fais, je pense que cela viendra à force, du moins je l'espère!
En tout cas merci, c'est très gentil d'avoir donné de ton temps pour m'expliquer!
Mais maintenant si on a plusieurs axes, le principe est le même?

Posté par
bibe
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 22:34

Oui c'est exactement la même chose, tu auras simplement un système à trois équations (une pour chaque axe). Il faut simplement savoir projeter un vecteur dans certain exercice mais tu auras le temps pour voir ça en cours. Prends bien le temps d'assimiler le cours et essaies de faire les exercices donnés, normalement ça devrait aller.

Si ça t'intéresse tu as des fiches de cours sur l'île, tu regardes dans la section Terminale et tu as pas mal de fiches qui devraient t'aider.

Posté par
heep
re : Deuxième loi de Newton 23-02-12 à 23:04

Merci Bien et Bonne soirée à toi!

Posté par
J-P
re : Deuxième loi de Newton 24-02-12 à 09:40

1)
Pas d'accord avec les réponses à la question 1.

La question porte sur un instant bien précis, celui de la date t1.
La vitesse est en train de décroître en valeur absolue (donc sa "valeur" diminue), puisque le vecteur F (et donc aussi le vecteur accélération) et de sens opposé au vecteur vitesse.

Sauf distraction.  



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