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Dynamique statique : Indiana Jones

Posté par
Dragonfruit
03-11-17 à 21:40

Bonjour,

J'ai un exercice à faire mais j'ai des difficultés.

Lors de ses péripéties, Indiana Jones se retrouve au milieu d'un pont de lianes. Pour simplifier, on considérera le pont comme une corde attachée à deux poteaux fixes et Indiana Jones sera considéré comme une masse ponctuelle (m=70kg) placée au milieu de la corde.

Dynamique statique : Indiana Jones

1) Refaire le schéma et y représenter les forces appliquées à Indiana Jones : son poids \vec{P} et la tension du pont de liane \vec{T_{1}} à gauche et \vec{T_{2}} à droite.

J'ai simplement fait ce qu'on me demande, mais est-ce que la longueur des vecteurs \vec{T_{1}} et \vec{T_{2}} sur le schéma ont une importance ?

2) Comme Indiana Jones est au milieu du pont, par symétrie, l'angle \theta entre le pont de liane et l'horizontale est identique des deux côtés. Exprimer les composantes de ces forces dans la base (\vec{i},\vec{j}), en notant \begin{Vmatrix} \vec{T_{1}} \end{Vmatrix} et \begin{Vmatrix} \vec{T_{2}} \end{Vmatrix} les normes de \vec{T_{1}} et \vec{T_{2}}. On présentera les réponses sous la forme :

\begin{cases} & \text{ } P_{x}= ...\\ & \text{ } P_{y}= ... \end{cases}

\begin{cases} & \text{ } T_{1x}= ...\\ & \text{ } T_{1y}= ... \end{cases}

\begin{cases} & \text{ } T_{2x}= ...\\ & \text{ } T_{2y}= ... \end{cases}

J'ai trouvé :

\begin{cases} & \text{ } P_{x}= 0\\ & \text{ } P_{y}= -mg \end{cases}

\begin{cases} & \text{ } T_{1x}= T1*cos(o)\\ & \text{ } T_{1y}= T1*sin(o) \end{cases}

\begin{cases} & \text{ } T_{2x}= -T2*cos(o)\\ & \text{ } T_{2y}= T2*sin(o) \end{cases}

Est-ce bien cela ?

3) En appliquant le principe fondamental de la statique selon l'axe \vec{i}, montrer que \vec{T_{1}} et \vec{T_{2}} ont la même norme, que l'on notera \begin{Vmatrix} \vec{T} \end{Vmatrix}.

\vec{T_{1}}*cos(o)-\vec{T_{2}}*cos(o)=0
Cos(o)=Cos(o)
Donc :
\vec{T_{1}}-\vec{T_{2}}=0
\vec{T_{1}}=\vec{T_{2}}=\begin{Vmatrix} \vec{T} \end{Vmatrix}

Est-ce bon ?

4) En appliquant le principe fondamental de la statique selon l'axe \vec{j}, déterminer en fonction de l'angle \theta et de la masse m de notre héros, la tension \begin{Vmatrix} \vec{T} \end{Vmatrix} de chacun des deux brins de la corde nécéssaire pour le maintenir en équilibre.

T1*sin()+T2*sin()-mg=0
Comme T1=T2 =T  alors
T=(p/2)/sin()
Donc T=(mg/2)/sin()

Est-ce bien cela ?

5) Pour un angle réaliste de \theta=10°, calculer la valeur numérique de \begin{Vmatrix} \vec{T} \end{Vmatrix}.

Je ne sais pas.

6) Quelle est la limite de cette force quand \theta tend vers \frac{\Pi }{2} ? On donnera d'abord l'expression littérale de \begin{Vmatrix} \vec{T} \end{Vmatrix}, puis on calculera sa valeur numérique en prenant g=9,81 m.s-2.

Je ne sais pas.

7) Quelle est sa limite lorsque \theta tend vers 0 ? Le pont de liane peut-il être parfaitement horizontal ?

Je ne sais pas.

Merci d'avance pour vos réponses et votre aide.

Posté par
odbugt1
re : Dynamique statique : Indiana Jones 03-11-17 à 22:45

Bonsoir,

Un exercice très ressemblant a déjà été traité ici Statique : Indiana Jones

Posté par
Dragonfruit
re : Dynamique statique : Indiana Jones 03-11-17 à 23:56

odbugt1 @ 03-11-2017 à 22:45

Bonsoir,

Un exercice très ressemblant a déjà été traité ici Statique : Indiana Jones


Ah oui, mais du coup je ne suis quand même pas sûre de mes résultats.

Et je bloque pour les questions 5, 6 et 7.

Posté par
odbugt1
re : Dynamique statique : Indiana Jones 04-11-17 à 00:15

Question 5 :
L'angle que tu as appelé d'abord (o), ensuite est en réalité l'angle (Voir énoncé)
Tu as trouvé que T=(mg/2)/sin() ce qu'il faut donc traduire par T =(mg/2)/sin() ou mieux :
T = mg / (2sin())
Pour = 10° on aura :
T = 70*9,81/(2*sin(10)) = ..........

Questions 6 et 7
Elles se traitent de la même manière que la question 6
avec =/2 ( question 6)
et (question 7)

Posté par
odbugt1
re : Dynamique statique : Indiana Jones 04-11-17 à 08:50

Petite erreur d'inattention à rectifier à la dernière ligne de mon post du 04-11-17 à 00:15

Remplacer " et (question 7) "
par "et   0 (question 7)

Posté par
Dragonfruit
re : Dynamique statique : Indiana Jones 04-11-17 à 20:58

Merci beaucoup pour ta réponse @odbugt1

Ah d'accord, pour la question 5 il fallait juste remplacer les valeurs dans la formule trouvée à la question 4.

Donc j'ai trouver que T = 70*9,81/(2*sin(10)) = -631,1336 mais ça me parait bizarre.

Pour la question 6, il faut la traiter comme la question 5 plutôt ?

Donc T = 70*9,81/(2*sin(pi/2)) = 343,35

Pour la question 7, il faut trouver la limite de la force T quand theta tend vers 0, donc il faut toujours utiliser son expression ?
T = mg / (2sin(theta))

Je suis un peu à la ramasse pour les limites.

Posté par
odbugt1
re : Dynamique statique : Indiana Jones 05-11-17 à 10:28

Citation :
Donc j'ai trouver que T = 70*9,81/(2*sin(10)) = -631,1336 mais ça me parait bizarre.
Remet ta calculatrice en mode "degré" pour faire disparaitre la bizarrerie

Pour la question 6, il faut la traiter comme la question 5 plutôt ?
Absolument !

Donc T = 70*9,81/(2*sin(pi/2)) = 343,35
Un résultat sans unité est toujours considéré comme faux (sauf évidemment si la grandeur calculée n'a pas d'unité)

Pour la question 7, il faut trouver la limite de la force T quand theta tend vers 0, donc il faut toujours utiliser son expression ?

T = mg / (2sin(theta))
Oui !

Posté par
Dragonfruit
re : Dynamique statique : Indiana Jones 05-11-17 à 15:50

5) Du coup j'ai trouvé 1977,3 N, est-ce correcte ?

7) \lim_{\theta ->0}\frac{70*9,81}{2*sin 0}=+infini, c'est bien ?

On peut dire que on ne peut pas avoir une force infinie et que la corde cassera avant que l'angle theta soit nul (@odbugt1 dans l'autre sujet) ?

Posté par
odbugt1
re : Dynamique statique : Indiana Jones 05-11-17 à 20:48

Citation :
5) Du coup j'ai trouvé 1977,3 N, est-ce correcte ?
Oui, à ceci près que ton résultat présente trop de chiffres significatifs vu la précision des données de l'énoncé.

7) \lim_{\theta ->0}\frac{70*9,81}{2*sin 0}=+infini, c'est bien ?

On peut dire que on ne peut pas avoir une force infinie et que la corde cassera avant que l'angle theta soit nul (@odbugt1 dans l'autre sujet) ?

Exact : Et donc la corde ne peut pas être parfaitement horizontale car elle aura cassé avant.



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