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energie cinétique

Posté par
moussolony
25-12-18 à 17:00

Salut
J ai besoin d aider sur cet exercice
Un skieur de masse =80 kg glisse sur un début de piste formée de trois AB ,BC etCD.
La partie AB représente un sixième de circonférence vertical de rayon R=5m et de centre O.BC est une partie rectiligne horizontale de longueur R.CD est un quart de circonférence vertical de rayon R et de centre O.toute la

trajectoire a lieu dans le même plan vertical .le skieur part de A sans vitesse initiale . pour simplifier ses calculs. Son mouvement sera dans tout le problème assimile celui d un point matériel à
1/ lors d un premier essai la piste ABC est verglacée. Les  frottements sont alors suffisamment faibles pour être négligés.
Calculer dans ces conditions ,avec quelles vitesse VB et Vc  .le skieur passe en B et C
Au cours d un essai ,la piste ABC freiné. On supposera pour simplifier quevla résultante des forces de frottements constamment tangente a la trajectoire. garde un module constant f sur tout Le trajet ABC
1/1_exprimer VC en fonction de m,R ,f et g
1/2_exprimer VB en fonction de m,R ,f et g
1/3_calculer l intensité de la force de frottement si me skieur arrive en c avec une vitesse nulle
2/ le skieur arrive en c avec une vitesse nulle.il aborde la partie CD qui est verglacée. Les frottements seront donc négligé s
2,1_le skieur passe en point E de la piste CD ,défini par (OD,OE)=alpha, OD étant porte par l horizontale.exprime sa vitesse VE en fonction de g, R et alpha
2,2/ le skieur quitte la piste en E avec la vitesse VE=5,77 m/s.calculer la valeur de l angle alpha
2,3_avec quelle vitesse le skieur atterit il  sur la piste de réception en un point X.
On prendra g=10N/kg

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 25-12-18 à 17:52

Bonjour,

Question 1 :
Applique le théorème de l'énergie cinétique entre A et B, puis entre B et C

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 25-12-18 à 20:57

Bonsoir
Théorème de l énergie entre A et B
0,5 mVB au carré - 0,5 mvA au carre = W(p)+ W(R)+W(f)
O.5 mVB au carre = mgh + Wf)
Je suis bloqué s il vous plait comment trouver la hauteur et le travail du force de frottements
Entre B et C
0,5 mVc au carré - 0,5 mVB au carré=W(R)+W(p)+w(f)
0,5m(VB au carre-VC au carre =0+0-fxR
Vc =√-2f×R/m + VB au carré

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 25-12-18 à 21:12

Bonjour,

Avant de se lancer dans les calculs, il est indispensable de lire correctement l'énoncé.
Le texte de la question 1 donne tous les renseignements voulus pour calculer le travail des forces de frottements.

Pour la dénivellation entre A et B voir le schéma ci-dessous.

energie cinétique

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 25-12-18 à 21:39

Donc
WP=mgh
h=r-cosa r
Wp=mgr(1-cosa)
Wf=-f×r
J attends votre reponse

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 25-12-18 à 21:45

Que dit l'énoncé au sujet des frottements à la question 1 ?

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 25-12-18 à 21:58

L énoncé  nous dire que la pisté ABC est verglacée. Les frottements sont alors suffisamment faibles pour négligés et ensuite que la résultante des forces de frottements constamment tangente a la trajectoire garde un module constant F sur tout le trajet ABC

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 25-12-18 à 22:27

En ce qui concerne la question 1 les frottements sont négligés.
Alors .... néglige les !

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 25-12-18 à 22:35

Le théorème entre A et B
0,5 mVB au carré -0.5 mvA au carre = mgr(1-cos a)
VB= √2gr(1-cos a)
Est ce que le résultat est
Correct?

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 25-12-18 à 23:42

Oui, ce résultat est correct.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 09:19

Bonjour
1_2/ appliquons le théorème de l énergie entre B ET C
0,5 mvc au carre -mVB au carre=wp+wf+WR
Vc au carre = VB au carre
Voici ma réponse

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 10:09


Citation :

0,5 mvc au carre - 0,5 mVB au carre=wp+wf+WR

Je pensais que tu avais compris que dans cette partie du problème les frottements étaient négligés.


Citation :

0,5 mvc au carre - mVB au carre=wp+wf+WR
Vc au carre = VB au carre

On ne comprend pas comment tu passes de la 1ère à la 2ème ligne de ce calcul.


Les résultats attendus sont les valeurs numériques de VB et de VC

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 12:14

J ai besoin d un exemple concernant
VC

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 13:17

Citation :
J ai besoin d un exemple concernant
VC

Je ne comprends pas.
Essaie d'être plus précis dans ta demande.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 13:34

Ok . comment trouver l expression de la vitesse VC

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 13:54

Rechercher toutes les forces qui s'exercent sur le skieur avec si possible leur direction, leur intensité.

Utiliser ensuite un des deux moyens suivants :
Appliquer le théorème de l'énergie cinétique ou bien
Appliquer la 2e loi de Newton.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 13:59

Excuse moi. Sur le trajet  BC les forces de frottements existe
Donc on
0,5 mvc au carre-0,5 mVB au carré=wp +WR+wf
O,5m(vc au carré-VB au carré)=0+0-f×Bc.  Or Bc=R
Vc = √-2f×R/m + VB au carré
C est correct ?

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 14:24

Nous ne sommes pas d'accord.
Tu en es toujours à la question 1 . Je cite par un copier/coller ton énoncé.

"1/ lors d un premier essai la piste ABC est verglacée. Les  frottements sont alors suffisamment faibles pour être négligés.
Calculer dans ces conditions ,avec quelles vitesse VB et Vc  .le skieur passe en B et C
"

Tu as trouvé l'expression de VB (voir ton post du 25-12-18 à 22:35) mais tu n'as pas fait l'application numérique.
Tu n'as toujours pas établi correctement l'expression de VC et bien sûr tu n'as pas fait l'application numérique.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 14:32

En concernant VB
AN : VB =  √2×10×5(1-cos a)
Mais dans l énoncé on ne connait pas a

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 14:48

L'angle se calcule à partir du texte de l'énoncé :
Je cite :
"La partie AB représente un sixième de circonférence"

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 14:57

Je suis bloqué . s il vous plait aide moi a trouver la formuler pour que je puisse calculer l angle a

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 16:32

Il ne s'agit pas ici de "formule" mais de réflexion.

A quel angle correspond une circonférence entière ?
Donc à quel angle correspond un sixième de circonférence ?

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 17:06

Une circonférence entière correspondant  à 180°
Un sixième de circonférence =1/6 ×180
=180/6=30°
Donc a =30°

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 17:25

Ton raisonnement est bon, mais le point de départ est faux.
Une circonférence entière ne correspond pas à un angle de 180°

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 17:41

Je veux essayer encore mais si je ne trouver pas cette fois ci vous allez me donne la réponse correcte
Une circonférence entière correspondant à 360°
Un sixième de circonférence =1/6 ×360
=360/6
=60°

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 17:50

Cette fois ta réponse est exacte.
= 60° = /3 rad

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 18:07

VB=√2×10×5(1-cos60)
VB=√100×0,5
VB=√50
VB=7,07 m/s
Déterminer la vitesse vc
Système {skieur}
BF=le poids et la réaction normale
Appliquons TEC
0,5 mvc au carré-0,5 mVB au carré=Wp+WR
0,5 mVc au carré- 0,5 mVB au carre= 0+0
O,5 mVC au carré=0.5 mVB au carre
Vc=VB=7,07 m/s
Voici ma réponse concernant la question 1

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 18:20

C'est parfait !

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 19:15

1/1,exprimons Vc en fonction de m. R . f,g et VB
Système {skieur}
BF=le poids , la reaction normale et les forces de frottement
Appliquons TEC
0,5mVc au carré-0,5 mVB au carré=Wp+WR+Wf
0,5m(vc au carré-VB au carré)=0+0-fxBc or Bc=R
Vc=√-2f×R/m + VB au carre

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 20:00

Ton calcul est exact.
Mais ....
Je cite l'énoncé :
" 1/1_exprimer VC en fonction de m,R ,f et g "
alors que ton résultat est exprimé en fonction de m,R ,f et Vb

Autrement dit : Tu ne réponds pas à la question telle qu'elle est posée.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 20:06

En fait dans la question 1/1 j ai oublié de mettre VB.donc excuse moi mais le résultat est correct

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 20:23

Donc, si je comprends bien :
Non seulement tu as oublié dans l'énoncé de la question 1/1 de mettre VB mais tu y as mis "g" en trop.

Dans ce cas ton résultat

V_C= \sqrt{V_B^2- \dfrac{2fR}{m} }

( dans lequel  figure "VB" mais pas pas "g") est exact

Merci de vérifier la suite de ton énoncé.
S'il y a d'autres erreurs on y gagnera du temps.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 20:48

J ai mal saisir la question voici la vrai question
On me demande d exprimer vc en fonction de m R ,f et VB

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 20:52

OK
Donc ton résultat est exact.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 21:01

Ok
1/2 Exprimons VB en fonction de m R f et g
Système {skieur}
BF= le poids la réaction normale et les forces de frottements
Appliquons TEC
0,5 mvB au carré- 0,5 mvA = Wp +WR +Wf
0,5 mVB=Wp +Wf
Aide moi  a trouver Wp et Wf sur le trajet AB[bleu][/bleu]

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 22:01

Donc explique moi s il vous plait cette phrase pour que je puisse trouver une solution
La resultante des forces de frottement s constamment tangente a la trajectoire. Garde un module constant f sur tout le trajet ABC

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 22:14

Citation :
1/2 Exprimons VB en fonction de m R f et g
Système {skieur} Oui
BF= le poids la réaction normale et les forces de frottements   Oui
Appliquons TEC     Oui
0,5 mvB au carré- 0,5 mvA = Wp +WR +Wf   Non
0,5 mVB=Wp +Wf   Non


Avant même de s'occuper de calculer les travaux des forces, il convient d'écrire correctement le théorème de l'énergie cinétique.

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 26-12-18 à 22:58

Ce schéma devrait t'aider à exprimer les travaux des forces.
La force de frottement \vec freste constamment tangente à l'arc AB au cours de son déplacement.
Sa norme f ne change pas.

energie cinétique

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 26-12-18 à 23:35

Voici ma réponse
Appliquons TEC
0,5 mVB au carre -0,5 mVA au carre = WP + WR + wf
0,5 mVB au carre =0+0-f×AB
Aide moi a trouver la distance AB

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 27-12-18 à 00:04

Je confirme que le théorème de l'énergie cinétique donne :

 \dfrac{1}{2} mV_B^2-\dfrac{1}{2} mV_A^2=W(\vec P)+W(\vec {R_n})+W(\vec f)

et puisque VA=0

 \dfrac{1}{2} mV_B^2=W(\vec P)+W(\vec {R_n})+W(\vec f)

Je confirme aussi que le travail de \vec {R_n} est nul

En revanche le travail de  \vec {P} n'est pas nul !

La longueur de l'arc AB s'obtient facilement à partir des données de l'énoncé :
Je cite : "La partie AB représente un sixième de circonférence vertical de rayon R=5m "

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 27-12-18 à 00:21

On sait que
L arc AB=a/180 ×pi×R
L arc =60pi × 5/180
L arc AB=5pi/3
L arc AB=5,23  

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 27-12-18 à 00:31

Restons simples:
Périmètre : (2R) m
(1/6) de périmètre = (R/3) m

Eviter quand on peut les nombres décimaux.

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 27-12-18 à 00:40

Ok .ensuite on fait quoi

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 27-12-18 à 08:50

Ensuite ....
Tu exprimes le travail du poids entre A et B  et tu as alors tous les éléments pour exprimer VB en fonction
de m, R, f et g ce qui est l'objet de cette 1\2

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 27-12-18 à 09:43

Appliquons TEC
0,5 mVB au carré=0+P×AB×cos(P,AB)-f ×AB
Comment trouver l angle (P,AB)et sur ce schéma je n arrive pas a trouver l expression de VB

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 27-12-18 à 10:01

Sur le trajet de l'arc AB l'angle entre la direction du poids et du déplacement change en permanence.
On ne peut donc pas calculer le travail du poids par la méthode que tu proposes.

Mais le travail du poids peut aussi se calculer par la relation :

W(\vec P) = P \times h = m~g~h

relation dans laquelle " h " représente le dénivellement entre les points A et B
h peut être exprimé en fonction de R ( rayon de l'arc de cercle) et de

Remarque : L'énoncé impose la notation " R " pour le rayon de l'arc de cercle.
On ne peut pas utiliser la même notation pour la réaction de la piste sur le skieur.
C'est pourquoi pour moi cette réaction est notée \vec R_n

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 27-12-18 à 10:08

On z donc
W(p)=mgh
h=r-rcos a
W(p)=mgr(1-cos a)
Concernant les forces de frottement
La formule
Wf=-f×AB peut être utilisé aussi

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 27-12-18 à 10:36

OK pour le travail du poids :

W(\vec P) = mgR ( 1-cos(\alpha))
 \\ \alpha = \dfrac {\pi}{3}
 \\ W(\vec P)=\dfrac {mgR}{2}
 \\

L'énoncé (toujours lui !) précise que (je cite)
" la résultante des forces de frottements constamment tangente a la trajectoire"
ce qui revient à dire que l'angle entre la direction de la force de frottement et celle du déplacement ne change pas et reste égal à sur le trajet AB

On a bien : W(\vec f) = -f\times \widehat{ab} = -f\times \dfrac{\pi R}{3}

Posté par
moussolony
re : energie cinétique 27-12-18 à 11:17

Ok donc on
0,5 mVB au carré=mgr/2 -f×pi×R/3
0,5 m VB au carré=mgr(1-pi/3)-f×R×pi/3
0,5 mVB au carré=mgR-mgR×pi/3-f×R×pi/3
Simplification
0,5 mVB au carré=-f×R
VB =√-2f×R/m
Dans l expression il manque g je ne comprends pas aide moi a le retrouver

Posté par
odbugt1
re : energie cinétique 27-12-18 à 12:08

Ton calcul est faux dès la 2e ligne (de calculs)

Le rayon de l'arc de cercle est " R "
Que vient faire " r " dans ton calcul ?
Pourquoi le mgr/2 de la première ligne devient il  mgr(1-pi/3) à la ligne suivante ?

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