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energie cinetique d'une chainette

Posté par
falljunior
11-02-13 à 14:02

bonjour de l'aide si possible.

une chainette de masse m=50g de longueur l=80cm, dont tous les maillons sont identiques est posée sur une table horizontale parfaitement lisse. a la figure 1, la chainette tend a etre entrainée par le seul maillon qui pend: elle est maintenue en equilibre par l'operateur. une fois lachée, celle-ci se met a glisser comme l'indique la figure 2.4

1) exprimer l'energie cinetique de la chainette en fonction de sa masse m, de sa longueur l, de la longueur L de sa partie pendante et de l'intensité g de la pesanteur.
2) en deduire la valeur numerique de sa vitesse au moment ou le dernier maillon quitte la table.

on admet que la deformation de la chainette ne requiert aucun travail. on donne g=9.8N/Kg.

energie cinetique d\'une chainette

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 11-02-13 à 16:21

Bonjour,

Quelle est l'intensité de la force qui entraîne la chaînette quand une longueur L pend de la table (figure 2) ?

Ton salut est dans le théorème de l'énergie cinétique...

Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 11-02-13 à 23:29

la force est le poids et son intensité P=mg= 0.5*9.8= 4.9N

??

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 12-02-13 à 07:27

Ta conversion des grammes en kilogramme est fausse.

Je ne demandais pas le poids de la chaînette.

Citation :
Quelle est l'intensité de la force qui entraîne la chaînette quand une longueur L pend de la table (figure 2) ?


Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 12-02-13 à 23:36

les maillons etant identiques la masse d'un maillon est 0.05/7= 0.0071

d'ou l'intensité des 3maillons qui pend est (0.05/7)*3*9.8 = 0.21N

??

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 13-02-13 à 07:50

On te demande une expression littérale.
Il ne faut pas compter les maillons sur le dessin qui n'est qu'un dessin pour expliquer la situation.

Il faut exprimer cette masse de chaînette qui pend en fonction de m, de l et de L

L'intensité de la force qui entraîne la chaînette doit être de même exprimée en fonction de m, de l, de L et de g

Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 13-02-13 à 13:33

Citation :
Il faut exprimer cette masse de chaînette qui pend en fonction de m, de l et de L


la masse de la chainette est elle differente de m?

en tout cas la relation que j'ai reussi a etablir est celle-ci.(bien que je ne soit pas trop rassuré)

Ec= mg(L+l)

??

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 13-02-13 à 14:30

La masse totale de la chaînette est m pour une longueur l

La masse de la partie pendante de la chaînette, de longueur L, est donc m.L/l

La force qui tend à faire tomber la chaînette vaut donc m.L.g/l quand la partie pendante a pour longueur L

Cette force change au fur et à mesure de la chute de la chaînette.
____________

Peux-tu expliquer comment tu es arrivé(e) à la relation que tu proposes (pas seulement avec des "formules" mais avec des phrases pour que l'on puisse comprendre) ?

Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 13-02-13 à 14:41

je vois. c'était pas du tout evident de savoir que la masse de la chainette est liée a sa longueur.

j'ai pris en compte la variation de l'energie cinetique Ec qui est la somme des travaux des forces appliquées qui sont le poids P de la chainette dont le travail est mgl et la force F qui maintient la chainette en equilibre dont le travail est F*l or F=mg
d'ou Ec= mg(L-l)

mais d'apres ce que vs m'avez expliquez je crois c'est faux ce que j'ai fait.

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 13-02-13 à 18:36

Le plus simple : écrire que la variation d'énergie cinétique est égale et opposée à la variation d'énergie potentielle de pesanteur.

Plus difficile (puisque tu es en première) : considérer le travail élémentaire quand la chaînette descend d'une toute petite longueur dz
Pour une toute petite longueur on peut accepter que la force (poids de la chaînette pendante) soit constante.
On intègre de 0 à L ce travail élémentaire qui est égal (théorème de l'énergie cinétique) à la variation d'énergie cinétique entre le départ et la position de la figure 2

Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 13-02-13 à 21:30

je maitrise pas encore la notion d'energie potentielle.

et puisque je suis en premiere je crois pas pouvoir evaluer le travail elementaire.

alors par ou vais je passer?

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 14-02-13 à 09:19

Il faut absolument que tu travailles les notions de travail du poids et d'énergie potentielle de pesanteur d'un système Terre-corps.

Faisons au plus simple :
L'origine pour les calculs des variations d'énergie potentielle de pesanteur du système Terre-chaînette est prise au niveau de la table.
Quand une longueur L de chaînette pend de la table, l'énergie potentielle de pesanteur de la chaînette (prise à zéro quand toute la chaînette est sur la table) a diminué de
Epp = P.h

P : poids de la portion de chaînette ayant diminué de hauteur
h : diminution de hauteur du centre de gravité de la portion de chaînette pendante

Ici :
P = m.(L/l).g
h = L / 2

Donc : Epp = m.L2.g / (2 l)

Puisqu'il n'y a pas de frottements, l'énergie mécanique de la chaînette est constante.
La diminution d'énergie potentielle de pesanteur est donc égale à l'augmentation d'énergie cinétique de la chaînette :

Ec = m.L2.g / (2 l)

La deuxième question ne devrait plus te poser de problème maintenant...

Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 17-02-13 à 14:14

je pense bien...
mais vas t'on prendre en compte la masse m de la chainette et la hauteur h=l

comme quoi l'energie cinetique sera Ec= mgl aprés on en deduit v?

ou va t'on utiliser l'expression donnée?

Posté par
Coll Moderateur
re : energie cinetique d'une chainette 17-02-13 à 14:52

La deuxième question suit toujours la première...

Posté par
falljunior
re : energie cinetique d'une chainette 17-02-13 à 15:10

donc il suffit de remplacer les valeurs



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