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dynamique newtonienne

Posté par
ojofifi92
31-08-10 à 14:47

Bonjour, pouvez vous m'aider svp ? merci d'avance .
Un solide supposé ponctuel de masse m et de centre d'inertie G, peut glisser le long d'un plan incliné d'un angle alpha par rapport à l'horizontal.Il part d'un point A sans vitesse initiale(voir figure)

1) on me demande de déterminer l'accélération , à l'instant t acquise par le solide dans le cas suivant :
a) les frottements sont négligeables.

mais je ne comprend pas dans la correction pourquoi on dit que:
Après projection sur x'x, on a mg sin = max

d'ou sort le sin ?

dynamique newtonienne

Edit Coll : forum modifié

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 31-08-10 à 16:20

Bonjour,
Le poids est vertical et se décompose en deux composantes.
L'une des composantes mgcos, verticale par rapport au plan incliné,est équilibrée par la réaction du support.
L'autre est parallèle au plan incliné et c'est mgsin.
Si ça ne te suffit pas, je ferai un schéma...
Pour retrouver l'angle , il faut utiliser les angles à côté perpendiculaires (qui sont égaux, comme chacun sait...).

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 02-09-10 à 11:31

Pouriez vous me faire un schéma svp ? car je confond surtout le mgcos et le mgsin . merci d'avance !

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 02-09-10 à 14:18

Ci-joint le schéma...
On retrouve l'angle du plan incliné (en rouge) parce qu'il s'agit d'angles à côtés perpendiculaires.
\vec{R}  est la réaction du support (perpendiculaire au plan incliné s'il n'y a pas de frottements).
C'est le b-a  ba de la mécanique du plan incliné.
Il faudra toujours appliquer ça pour un plan incliné

dynamique newtonienne

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 03-09-10 à 18:32

Merci beaucoup ! Cependant je ne comprend pas comment on peut différencier les deux composantes ici ?
Je veux dire es-ce qu'on peut par exemple inversser le mg sin et le mgcos ou bien c'est toujours le cos qui est vertical ?

Posté par
J-P
re : dynamique newtonienne 03-09-10 à 19:40

Il faut évidemment tenir compte de certains rudiments mathématiques tels que par exemple :

- Des angles à coté directement perpendiculaires sont égaux.
- Et connaître aussi les relations liant les cos et sin des angles aux différents cotés dans un triangle rectangle.

C'est un minimum à savoir.

Il faut cesser de retenir des formules par coeur au lieu de comprendre ce qu'elles signifient vraiment

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 03-09-10 à 20:04

Comme l'a écrit J-P, il y a des choses qui sont des mathématiques de base qu'il faut savoir.
1) les angles à côtés perpendiculaires sont égaux... Je n'insiste pas.
2) On ne peut pas inverser m g cos et m g sin sachant où se trouve l'angle et connaissant les règles élémentaires de trigonométrie dans le triangle rectangle, à savoir :
cosinus = côté adjacent / hypoténuse
sinus = côté opposé / hypoténuse
tangente = côté opposé / côté adjacent

J'aurais tendance à dire que le cos est toujours vertical par rapport au plan incliné mais il faut se méfier. Je ne trouve pas d'exemple sur le moment qui dit le contraire. Mais il faut apprendre le minimum de choses par coeur. Il faut refaire la démarche à chaque fois. C'est le plus sûr moyen de ne pas se tromper.

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 03-09-10 à 20:07

Citation :
Cependant je ne comprend pas comment on peut différencier les deux composantes ici ?

Il s'agit de la projection du poids sur deux axes, l'un parallèle au plan incliné et l'autre perpendiculaire au plan incliné.

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 03-09-10 à 20:15

J'ajoute afin que les choses soient bien claires (ou aussi claires que possible) que :
1) On a   2$\vec{R}\,+\,\vec{mgcos\alpha}\,=\,\vec{\,0\,}\,\Rightarrow\,m\,a_y\,=\,0\,\Rightarrow\,a_y\,=\,0
2) 2$m\,a_x\,=\,mgsin\alpha\,\Rightarrow\,a_x\,=\,gsin\alpha

dans le cas où il n'y a pas de frottement...

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 13:55

Ok merci , sinon pour le mgsin je ne vois pas ou se trouve le sur la figure !Pouvez vous me le montrer svp ? merci d'avance!

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 14:18

est sur le schéma que j'ai envoyé. A l'origine, est l'angle du plan incliné (en noir). Avec les angles à côtés perpendiculaires, on retrouve entre \vec{P}  et la perpendiculaire au plan incliné (en rouge).
On retrouve donc entre  \vec{P}  et  \vec{mgcos\alpha}

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 17:42

ce que je veut dire c'est l'autre angle   ce trouve t-il entre P et mgsin(pour le mgsin) ?

Posté par
-Romane-
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 19:24

Bonjour Marc, si tu as le temps pourrais tu jeter un coup d'oeil à mon problème? https://www.ilephysique.net/sujet-equation-titrage-240787.html Merci beaucoup
Désolée du dérangement

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 19:26

Sur le schéma joint, j'ai appelé l'angle entre \vec{P} et sa projection sur un axe parallèle au plan incliné (ce qui est appelé m g sin).
Dans une projection, c'est le cosinus de l'angle qui intervient. Donc la projection de \vec{P}  sur cet axe est donc m g cos.
Mais  \alpha\,+\,\beta\,=\,\frac{\pi}{2}\,\Rightarrow\,\beta\,=\,\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha
Autrement dit, et sont complémentaires.
Or :  cos\beta\,=\,cos\big(\frac{\pi}{2}\,-\,\alpha\big)\,=\,sin\alpha
relation de trigonométrie bien connue (ou qui devrait l'être).
C'est ainsi que l'on obtient la projection de  \vec{P} sur cet axe mgcos\beta\,=\,mgsin\alpha.
J'espère avoir répondu à la question et avoir été clair.

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 19:27

J'ai oublié de joindre le schéma.

dynamique newtonienne

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 04-09-10 à 19:28

OK Romane

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 05-09-10 à 18:30

Si je comprend bien le côté adjacent est mg cos . Sinon pour le côté mg sines-ce que ça doit pas être le côté opposé(vu que sin= O/H) ?

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 05-09-10 à 20:59

Non parce que la projection du poids sur l'axe parallèle au plan incliné est m g cos.
Et, comme je l'ai montré, cos = sin  (angles complémentaires).
C'est ainsi que l'on obtient m g sin.

Mais l'angle que j'ai ajouté sur le schéma en violet est égal à (angles alternes-internes). Donc on peut utiliser le côté opposé et on trouve m g sin. C'est effectivement une autre façon de faire...

dynamique newtonienne

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 09-09-10 à 16:18

Si je comprend bien il y'a plusieurs façon de faire ?

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 10-09-10 à 13:55

Oui, si on veut mais ce n'est pas vraiment différent...
En principe, la projection d'un vecteur sur un axe se fait par l'intermédiaire du cosinus de l'angle. En l'occurrence, comme il s'agit d'angles complémentaires, l'un des cosinus se transforme en sinus (pour tout exprimer en fonction du même angle).
3$cos\beta\,=\,sin\alpha\,\,\,parce\,que\,\,\alpha\,+\,\beta\,=\,\frac{\pi}{2}

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 10-09-10 à 14:04

C'est le b-a  ba  de la mécanique du plan incliné. Ce sera toujours comme ça. Il y aura toujours des projections à faire sur des axes pour pouvoir additionner les forces de façon simple (ce sont des vecteurs).
Donc il est absolument nécessaire de maîtriser ces histoires de projection (qui sont simples d'ailleurs ! ).

Posté par
ojofifi92
re : dynamique newtonienne 10-09-10 à 20:47

j'aurai une question svp le côté adjacent est bien mg cos sur le schéma  ?

Posté par
Marc35
re : dynamique newtonienne 10-09-10 à 22:08

Le côté adjacent pour l'angle est bien mgcos



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