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Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM]

Posté par n4rU (invité) 11-04-06 à 13:37

Bonjour à tous, je sollicite votre aide pour un exo qui me parait bien compliqué sur lequel j'ai eu beau chercher mais je ne voyais pas grand chose

On étudie le mouvement d'un wagonnet de "grand 8".
Les forces de frottements avec les rails et la résistance de l'air sont négligées dans tous l'exercice.
On assimile le véhicule à un point matériel.

1. Un Wagonnet de masse 600kg (passagers fournis) est tracté par un câble sur une piste rectiligne AB de pente 80% et de longueur d.
Le wagonnet ayant une vitesse de départ nulle quelle est l'énergie minimale à fournir pour amener le wagonnet en B.

Données : g = 9,8 m.s-2 ; d = 20 m

- Avec la pente de 80%, je sais qu'il est possible de trouver l'angle entre la piste AB et le sol mais comment ?

- Pour l'énergie minimal à fournir pour arriver en B, je ne comprend pas très bien non plus.

Si vous pouviez m'aider déjà sur cette question je vous en serai reconnaissant

Cordialement, n4rU



Posté par
jacqlouis
energie cinetique etc 11-04-06 à 13:51

    Bonjour.2 questions ?  Déjà la 1ère :
Comment ? Mais si tu as une idée ("je sais qu'il est possible"), il faut la creuser ! Creusons : qu'est-ce que signifie une pente de 80 pour cent ? Je l'ai écrit en toutes lettres pour qu'on entende bien les mots.
Qu'en penses-tu ? A bientôt . J-L

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 14:22

Justement, je ne sais plus je crois que sur une distance de 80 m, on parcour 100m on un truc comme ça

Mais même en creusant je suis vraiment pas à l'aise avec ce genre de chose.

Ensuite pour l'énergie minimale, je crois qu'il y a une histoire de transformation de l'energie cinétique en energie potentiel ou je ne sais quoi. Enfin j'ai besoin d'aide

Merci pour ta réponse

Posté par
jacqlouis
energie cinétique 11-04-06 à 14:47

   Si tu ne sais plus, tu devrais ouvrir tes cours pour retrouver ce que tu as oublié !
    Pour l'énergie, c'est pareil: bosse un peu le cours. Qui t'a parlé d'énergie cinétique dans ce problème ?
    Mais revenons à la pente.
La pente, c'est égal à la tangente de l'angle que fait la piste avec le sol (horizontal).Donc ici , on a :
  tan(angle)= 80 pour cent = 0,8
Tu cherches sur ta calculatrice et tu trouves: 37° environ.
    Pour notre pb, il faut chercher de quelle hauteur va s'élever le chariot: comment va-t-on faire . J'attends ta réponse. J-L

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 14:58

En prenant A comme origine, on calcul la hauteur de dénivellation.

euh je pense qu'il faut utiliser le théorême de l'énergie cinétique ?

EcB - EcA = WAB(P) + WAB(Rn)

Oui mais en fait ce genre de question je sais pas CONCRETEMENT a quoi ça mène (c'est ce que m'a expliqué la prof)

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 15:23

Après reflexion :
Voir schéma que j'ai associé
Suffit de faire

EcB = mg(zA - zB)

h = zA - zB

Avec la trigo on trouve
h = l.sin

h = 20 x sin 37
h = 12 m

Mon raisonnement est-il correcte ?



Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM]

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 15:24

euh c'est EcB=mg(zB - zA) je corrige

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 15:26

Oups j'ai oublier de calculer :
EcB = mgh
= 600 . 12
= 7200 J ...

Euh c'est bon ?

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 15:36

arf mince c'est :

EcB = mgh
= 600 . 9,8 . 12
= 70560 J ...

C'est pas un peu gros ?

Posté par zazza (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 15:52

bonjour
non ça a l'air correct

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 16:06

Aïe !!

J'ai oublier la force de traction du cable T !

Avec celle-ci c'est différent !

EcB - EcA = WAB(P) + WAB(Rn) + WAB(T)

EcB = mgh + T.AB.cos(T,AB)
= mgh + T.AB      car cos(T,AB)= cos 0° = 1

Mince là ça change tout parce que je n'ai pas T :S cela voudrait-t'il dire que je dois calculer T par méthode graphique ?

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 16:23

bon j'ai calculer T par méthode trigonométrique et j'ai trouvé :

T = 3700N

donc EcB = mgh + T.AB
= 600 x 9,8 x 12 + 3700 x 20
= 144560 J

Cela vous parait-il correcte S.V.P, j'aimerais que ce soit correcte avant de continuer la suite, car vu ce qui arrive, je ne suis pas au bout de mes peins

Merci d'avance

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 16:39

réctification, après avoir revu mes calcul, on sait que le travail de P est resistant vu que le wagonnet monte.

donc j'ai tout modifier, d'ailleur l'angle alpha ne vaut pas 37° mais 39° et donc h = 13m
donc EcB = - mgh + T.AB
= - 600 * 9.8 * 13 + 3700 * 20
= - 2440 J

Sans frottement il y a conservation de l'energie mécanique
EppB = - (EcB)
EppB= 2440 J

Est-il correcte d'affirmer cela ??

Posté par
jacqlouis
energie cinetique etc 11-04-06 à 17:32

    Tu écris un peu n'importe quoi ! Regarde bien ce qu'on te demande, avant de recopier des exercices qui n'ont rien à voir avec le tien. Pourquoi pas la vitesse du vent, pendant que tu y es !
    J'imagine, tu ne l'as pas dit, que le wagonnet part du point A au sol, et qu'on le monte en B , à 12,49 mètres de hauteur. L'énergie minimale à lui donner, c'est l'énergie potentielle qu'il aura quand il sera là-haut.
    Donc E = m.g.h 73500 J

Eh bien voilà; on a fini le 1er paragraphe ! J-L

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 18:31

... ok je suis encore plus bête =_= tu as raison

Pourquoi faire SIMPLE alors qu'on peut faire COMPLIQUE
...

Donc oui c'est bien ça

par contre pour l'angle alpha en faisant tan-1 0,8 il me donne 38,65° , donc j'arrondi à 39°
ce qui fait que mon resultat final diverge du tien

En tout cas je trouve bien quelque chose de positif

Merci encore

Maintenant j'ai juste quelque question de compréhension :

2. Le wagonnet aborde plus ensuite une pente descebdabte CD de longueur l avec une vitesse nulle. L'angle de la pente avec l'horizontale est 40°.

a) Quel est la vitesse du wagonnet en D ?
j'ai appliqué le théroême de l'energie cinétique etj'ai trouver vB = 11,2 m.s-1

b) Vérifier l'homogéneité de la formule.
Pour ça je vois pas du tout ce qu'il demande ... si on pouvait me dire ce que je doit faire pour vérifier ça

c) Indiquer sans calcul quelle devrait être la longueur du tronçon CD pour doubler la vitesse en D
Ici j'ai mis qu'il fallais que le tronçon soit 4 fois plus grand pour que la vitesse soit doublée
2vB = (4l.g.sin)
donc l = 40 m

Voilà, merci de me répondre pour la question 2. b)

(encore merci pour votre aide )

Posté par
jacqlouis
re:énergie cinétique 11-04-06 à 19:09

    1. Pourquoi " arrondir " le 38,65 alors qu'on utilise ce résultat immédiatement, sans poser la calculatrice, pour calculer h ?
    2. "oui, c'est bien ça" ... merci du compliment.
    3. pour la question 2C, c'est étonnant ! Si le tronçon descendant était 100 fois plus grand (donc pratiquement horizontal), la vitesse serait 10 fois plus grande ?...
    4. l'homogénéité de quelle formule ?
A plus tard.J-L

Posté par zazza (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 11-04-06 à 21:41

bonsoir
a mon avis pour la 2b) tu dois faire une équation au dimensions et vérifier que tu as bien les mêmes unités à gauche et à droite

Posté par n4rU (invité)re : Energie Cinétique et Potentiel de pesanteur ~ [DM] 12-04-06 à 01:31

pour la question 2.c alors j'ai pas du tout compris :/ je suis perdu :/

sinon pour l'homgéneité de la formule suffit que je fasse l'equatino avec les unité pour voir si ce que je trouve est correcte ?

Si c'est bien ça je le ferait demain matin

Merci pour vos réponse les gars

"2. "oui, c'est bien ça" ... merci du compliment."
je t'ai remercier



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