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Encore un skieur

Posté par
rwin
08-02-11 à 22:31

Bonjour j'ai un problème avec un devoir maison pour demain
Un skieur de masse m=70kg descend à la vitesse constante v=30km/h une piste rectiligne faisant un angle alpha=30°. Au cours de la descente, il subit une force F de frottement constante, en permanence opposé au sens du mouvement. La durée de la descente vaut 2.5min.
1)Représenter sur un schéma les forces s'exerçant sur le skieur pendant sa descente
j'ai déjà fait avec p:poids du skieur
Rn : réaction normale
F:force de frottement: ces deux composantes donnent R: réaction normale du support
2)que vaut la résultante des forces s'exerçant sur le skieur? que vaut son travail durant la descente?
la résultante est nulle car la vitesse est constante donc le travail est nul?
3)Exprimer le travail de chaque force. Préciser pour quelle(s) force(s) le travail est résistant?
Je ne sais pas comment faire
4)Déduire des questions 2 et 3 l'expression de la force F.La calculer.
Je ne peux pas vu que je ne suis pas sûr des questions précédentes
5)Calculer la puissance de chaque force.
Pour cette question je sais comment faire avec la formule
le problème c'est pour les questions 2,3 et 4

SVP aidez moi mercii d'avance

Posté par
jeb5292
re : Encore un skieur 08-02-11 à 23:02

Salut !

Je suis d'accord avec toi pour la première question, c'est déjà un bon début (Par contre, pas une bonne idée de regrouper la réaction normale et les frottements, vu que tu vas devoir bosser sur chaque force séparément dans les prochaines questions )

Pour la question 2, ta réponse est assez maladroite. En fait, que dis le principe d'inertie (1ere loi de Newton) ? \sum_i \vec{F_i}=\vec{0} \Rightarrow \vec{V}=\vec{cst}. Le soucis, c'est que cette affirmation est une implication, autrement dit, la réciproque est fausse (Ou pas toujours vrai du moins). Du coup, le fait que la vitesse soit constante n'implique pas que la somme des forces soit égale à \vec{0}. Dans ton cas, pour justifier ça, explique que le mouvement est rectiligne uniforme, et là, je suis d'accord, tu peux affirmer sans problème que la somme des force est égale au vecteur nul. Pour le travail de la résultante, ta réponse est correcte

3) Rappels-toi simplement de ton cour qui te dis que W_{\vec{AB}}(F)=||\vec{F}||.||\vec{AB}||.cos(\vec{F},\vec{AB}). Après, c'est sur, il faut calculer AB, mais on te donne la vitesse du skieur et sa vitesse de descente, à toi de faire les conversions pour calculer AB (Sachant qu'il doit être en m). Ah oui, et rapelles toi aussi que lorsque la force est perpendiculaire au déplacement, le travail est nul (Ça pourrait t'éviter de faire un calcul inutile ). Et aussi, une force effectue un travail moteur lorsqu'elle est orientée dans le sens du déplacement (Ici, ça va être le cas du poids) et effectue un travail résistant dans le cas contraire (Ici, c'est le cas des frottements).

* Après relecture de l'énoncé, on te demande juste d'exprimer l'expression du travail, apparemment pas besoin de les calculer, enfin, fais comme tu le sens *

4) Tu peux répondre à cette question sans te servir de la question 3) Commence déjà par tracer un repère d'axe orienté dans la direction de la piste de ski (Ça simplifie largement le problème : Moins de projection à faire, donc moins de trigo, donc moins d'erreur :p). Ensuite, énonce le principe d'inertie : \vec{F}+\vec{P}+\vec{N}=\vec{0} et fait tes projections. La composante de \vec{F} étant uniquement sur \vec{x}, la seule chose à faire est de projeter sur \vec{x}. Tu trouves donc que F+P.cos(\alpha)=0, soit F=-P.cos(\alpha).

Et ton exo est bouclé

Si tu as d'autres questions !

Posté par
rwin
encore un skieur 08-02-11 à 23:09

Je te remercies beaucoup tu m'as bien aidé
Je n'ai pas d'autres questions je vais d'abord essayer de le faire maintenant
Mercii bonne soirée

Posté par
rwin
re: encore un skieur 08-02-11 à 23:12

En fait pour la question 4 on demande de vérifier cette valeur par une autre méthode
Je dois utiliser la question 3 dans ce cas là?
Merci d'avance

Posté par
jeb5292
re : Encore un skieur 08-02-11 à 23:21

Tu as vu le théorème de l'énergie cinétique ? \frac{1}{2}mv_B^2-\frac{1}{2}mv_A^2=\sum W_{\vec{AB}}(\vec{F}) ?

Posté par
rwin
re: encore un skieur 08-02-11 à 23:23

Non pas encore, sans ce théorème on peut comme même le faire?

Posté par
jeb5292
re : Encore un skieur 08-02-11 à 23:44

Ca a surement à voir avec la question 3, mais sans le Théorème de l'énergie cinétique, je vois pas..

Posté par
rwin
re: encore un skieur 08-02-11 à 23:49

ok en fait on a vu ce théorème mais il n'était juste pas au programme de ce devoir
Comment ferais-tu avec ce théorème?

Posté par
jeb5292
re : Encore un skieur 09-02-11 à 01:29

As, fallait le préciser En fait, comme la vitesse ne varie pas, tu as mg.AB.cos(\alpha)+F.AB.cos(\pi)=0 \Leftrightarrow mg.cos(\alpha)-F=0 d'où F=mg.cos(\alpha).

D'ailleurs, je viens de remarquer une erreur de signe dans ma projection dans la question 4 J'aurais du écrire -F+mg.cos(\alpha)=0 au lieu de F+mg.cos(\alpha)=0. A partir de ça, on retrouve la même chose.



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