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Diminution de longueur du ressort N°2

Posté par
beugg
29-12-15 à 22:30

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

Un solide de masse m peut glisser sans frottement sur un plan incliné de .
Il est abandonné sans vitesse initiale. Après un parcours de l, il comprime un ressort de raideur K (voir figure).
1. Considérant le système (ressort-masse m) dans le champ de pesanteur, dire sans calcul les transformations d'énergie qui se produisent:
-lorsque le solide se déplace de O à A ,
- lorsque le solide comprime le ressort de A à B.
2. Trouver la diminution de longueur au moment où le solide s' immobilise avant de faire demi-tour. On donne :
m=100g; k=100N/m; =30°; l=20cm.

Mes réponses :
1.a
EcA-EcO= W (P)+W (R) <==>
1/2.mV2A= mgh'

b
EcB-EcA= mgh  <==>
-1/2.mV2A= mgh
2.
Si cela est bon,  on aura VA= 1,41 m/s ?

Merci d'avance

Diminution de longueur du ressort N°2

Posté par
J-P
re : Diminution de longueur du ressort N°2 30-12-15 à 12:46

1)

On te demande d'exprimer avec des mots (sans calcul) les transformations d'énergie qui se produisent.
Et toi, tu colles des formules.

-----
2)

W du poids sur OB : m.g.OB.sin(alpha)
W du ressort sur AB : 1/2.k.(AB)² = 1/2.k.(OB - I)²

--> m.g.OB.sin(alpha) = 1/2.k.(OB - I)²

0,1 * 10 * OB * sin(30°) = 1/2 * 100 * (OB - 0,2)²

0,5 OB = 50.(OB - 0,2)²
OB = 100 * (OB² - 0,4.OB + 0,04)
100 OB² - 41.OB + 4 = 0

OB = 0,16 ou 0,25, mais on a forcément OB > OA et donc : OB = 0,25 m

Donc le ressort a été comprimé de AB = OB - OA = 0,25 - 0,20 = 0,05 m (5 cm)
-----
Sauf distraction.  

Posté par
beugg
re : Diminution de longueur du ressort N°2 30-12-15 à 21:06

Salut J-P
D'où vient cette égalité des travaux de P et de T?

Je sais que la somme des travaux des forces extérieures soit nulle si la vitesse est constante

Ici si on considère le système ( ressort-masse m ) la tension Tdu ressort serait une force intérieure  ?

Merci de m'expliquer

Posté par
beugg
re : Diminution de longueur du ressort N°2 30-12-15 à 22:19

Desolé
Je n'ai pas encore compris la question 1

Posté par
J-P
re : Diminution de longueur du ressort N°2 31-12-15 à 12:41

1)
Lorsque le solide se déplace de O à A :
De l'énergie potentielle de pesanteur du mobile se transforme en énertie cinétique de ce mobile, donc :
L'énergie cinétique du mobile augmente et l'énergie potentielle de pesanteur du mobile diminue

Lorsque le solide comprime le ressort de A à B :
L'énergie cinétique du mobile diminue, l'énergie potentielle de pesanteur du mobile diminue (puisque le mobile descend), l'énergie élastique dans le ressort augmente.
---------------
2)

Conservation de l'énergie mécanique du système, solide + ressort --->

E cinétique un mobile en O + Energie potentielle de pesanteur du mobile en O + Energie élastique du ressort en O = E cinétique un mobile en B + Energie potentielle de pesanteur du mobile en B + Energie élastique du ressort en B

En prenant l'altitude du point O pour les Energies potentielles de pesanteur nulles, on a :

E cinétique un mobile en O  = 0 (puisque vitesse du mobile en O = 0)
Energie potentielle de pesanteur du mobile en O = m.g.OB.sin(alpha)
Energie élastique du ressort en O = 0 (puisque ressort non contraint)

E cinétique un mobile en B  = 0 (puisque vitesse du mobile en B = 0)
Energie potentielle de pesanteur du mobile en B = 0
Energie élastique du ressort en B = 1/2.k.AB²

Ceci remis dans la relation donnée au début du point 2 -->

0 + m.g.OB.sin(alpha) + 0 = 0 + 0 + 1/2.k.AB²

On a  donc : m.g.OB.sin(alpha) = 1/2.k.AB² (2)

Et (voir dessin), on a OB = I + AB --> AB = OB - I

(2) --> m.g.OB.sin(alpha) = 1/2.k.(OB - I)²

...
-----
Sauf distraction.  

Posté par
beugg
re : Diminution de longueur du ressort N°2 31-12-15 à 14:03

Oui c'est très clair

Sauf je pense que vous voulez dire:

En prenant l'altitude du point B

Merci J-P pour tous ces explications.



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