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Diminution d'un ressort

Posté par
beugg
29-12-15 à 17:23

Bonjour
J'aurais besoin d'aide pour cet exercice :
Chapitre : énergie mécanique.

AB est horizontal,  BC est un arc de centre O et  rayon R.
La gouttière se trouve dans un plan vertical , les points O et B se trouvent sur la même verticale .
Un solide de masse m peut être lancé de A par intermédiaire d'un ressort de raideur K .
1. Trouver la diminution minimale de longueur l0 qu'il faut imprimer au ressort pour qu'il puisse envoyer le solide jusqu'en C.
On donne:
m= 100g ; R=0,5m; = 60°; K= 10N/m.
2. On imprime maintenant au ressort une diminution de longueur 2l0.
Trouver la vitesse du solide au passage par le point C

Ma réponse:

-1/2 mV2 1/2. JW2= mgh+T.AC

ça ne marche pas ?
Merci d'avance

Diminution d\'un ressort

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 30-12-15 à 19:14

Bonsoir,
Je ne comprends rien à ta formule...
Il faut faire ça par l'énergie...
L'énergie cinétique au point B est transformée en énergie potentielle (avec énergie cinétique nulle en C).
L'énergie cinétique de la masse m est égale à l'énergie fournie par le ressort.

Posté par
alhassan
re : Diminution d'un ressort 30-12-15 à 21:09

bonsoir  beugg.
Arriver en c veut dire que vc>=0, appliquer thm de l'energie cinetique 1/2(vc2-vb2)=..vb>=-2./m.soit D le point où le corps est laché  alors AD=longueur du ressort,soit l0 la longueur de ressort comprimé . si entre D est B le mvt s'effectue sans frottement alors vd=vb car le poids ne travaille pas. Le thm de EC durant la compression de ressort 1/2mvd2-0=kx.dx 1/2mvb2= 1/2k(l2-l0).L connaissance de l est nécessaire .Cela est une aide !!
bon courage.

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 31-12-15 à 10:23

Bonjour à tous

Pour le théorème Ec durant la compression, je ne comprends pas l'expression que donnait Alhassan.

Quelqu'un pourrait m'expliquer si Aragorn et Alhassan se sont occupés

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 31-12-15 à 12:39

L'énergie potentielle d'un ressort étiré ou comprimé est égale à :

\large \frac{1}{2}\,k\,x^2

k étant la constante de raideur du ressort et x est la différence de longueur par rapport au repos (x = l0 - l ).

C'est cette énergie potentielle qui se transforme en énergie cinétique pour la masse lorsque le ressort a fini de la pousser...

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 31-12-15 à 16:18

Salut Aragorn

Donc 1/2.mV2= 1/2.kx2

Or  V= omega*R  

non?

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 31-12-15 à 18:18

V= omega*R  ... Oui, mais ça ne nous sert pas ici...
     Ce que l'on cherche, c'est la vitesse sur la partie plate du trajet. L'énergie potentielle du ressort (\large \frac{1}{2}\,k\,x^2) est transformée en énergie cinétique pour la masse m. La vitesse reste constante (pas de frottement) et l'énergie cinétique aussi.
    Sur la partie courbe, l'énergie cinétique est transformée en énergie potentielle de pesanteur. L'énergie mécanique reste constante. En B, l'énergie mécanique est l'énergie cinétique (pas d'énergie potentielle) et en C, l'énergie cinétique est nulle (pour la première question) et l'énergie potentielle de pesanteur est mgh.
    Donc, on a :

\Large \frac{1}{2}\,k\,x^2\,=\,\frac{1}{2}\,m\,v^2\,=\,m\,g\,h

    Ou, en reprenant les notations de l'exercice :

\Large \frac{1}{2}\,k\,l_0^2\,=\,m\,g\,h

avec :  h\,=\,R\,(1\,-\,cos\,\alpha)

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 10:03

Bonjour Aragorn
Ok c'est très clair

Donc x= 0,22 m

Pour la question 2,

Que veut dire: la diminution de longueur2l0 ?

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 10:08

Je sais si x= la compression ,
x= l0-l

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 11:35

Pour la question 2
On comprime le ressort d'une longueur 2l0  (l0 étant la réponse à la 1ère question).
L'énergie potentielle du ressort est alors :

\Large \frac{1}{2}\,k\,x^2\,=\,\frac{1}{2}\,k\,(2\,l_0)^2\,=\,2\,\,k\,l_0^2

L'énergie mécanique au point C est :

\Large \frac{1}{2}\,m\,v_C^2\,+\,m\,g\,R\,(1-cos\,\alpha)

Donc :

\Large \frac{1}{2}\,m\,v_C^2\,+\,m\,g\,R\,(1-cos\,\alpha)\,=\,2\,\,k\,l_0^2

D'où   \Large v_C  ...

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 12:11

Ok

Vc2= 4kl02-2mgR (1-cos60°)/ m
= 83

V= 9,11 m/s ?

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 12:24

Desolé c'est plutôt

Vc= 3,79 m/s

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 20:15

OK pour 0,22 m .
Pour la 2, je trouve plutôt 3,84 m/s .

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 20:31

D'accord Aragorn

Avant de vous laisser

Donc quand on transforme une énergie en autre énergie ça veut dire que : ces deux énergies sont égales?

Je ne comprends pas bien concernant les transformations

merci de m'expliquer

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 22:03

Oui, on peut dire que ces deux énergies sont égales.
L'exemple le plus simple est la chute libre. On a une masse m à une hauteur h. Son énergie potentielle est   \large E_p\,=\,m\,g\,h  et son énergie cinétique est nulle. Son énergie mécanique est donc égale à son énergie potentielle.
Lors de la chute, l'énergie mécanique reste constante si on néglige les frottements. Progressivement, l'énergie potentielle diminue et l'énergie cinétique augmente. On peut dire que l'énergie potentielle se transforme en énergie cinétique. Arrivé au sol, l'énergie potentielle est nulle et l'énergie cinétique est maximale. L'énergie cinétique est alors égale à l'énergie potentielle initiale. On peut dire que l'énergie potentielle s'est transformée en énergie cinétique.

Posté par
beugg
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 23:09

Ok, c'est parfait

Merci beaucoup Aragorn de votre aide

Bonne soirée
Au revoir

Posté par
Aragorn
re : Diminution d'un ressort 01-01-16 à 23:18

A une autre fois ...



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