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Energie cinétique - Le skieur
Bonjour à tous ,je fait appel à vos connaissances car j'ai un probleme sur un exercice de physique dont voici l'énoncé :
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Un skieur de masse m = 60 kg glisse sur une portion formée de deux parties AB et BC. AB représente un portion de circonférence de rayon R, de centre O et telle que angle (OA,OB) = 
= 54° avec R = 46m. Le point B est situé à la verticale de O. La partie BC est rectiligne et horizontale de longueur BC = 60m. Toute la trajectoire est située dans un plan vertical. Le skieur démarre sur la piste et passe par le point A avec une vitesse Va telle que Va= 23 m/s. Dans tout le problème on assimilera le mouvement du skieur à celui d'un point matériel. On prendra q = 10 N/kg.
1/. On néglige les frottements le long du trajet AB. On choisi un axe des altitudes dont l'origine est situé en B.
2/. Faire le bilan des forces s'appliquant sur le skieur en mouvement. Représenter ces forces sur un schéma. Le système est il conservatif ? Pourquoi ?
3/. Faire un bilan énergétique du système skieur (expression littérale, calcul posé si possible, application numérique des différentes formes d'énergie.
4/.Déterminer la valeur Vb du skieur en B.
5/. Dans les conditions envisagées le skieur peut il s'arrêter au point C. Expliquez
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Merci de votre aide 
Pour la 1/.
P : poids ----> centre de gravité,vers le bas, verticale, P = mg
R : réaction du support ------> ????????
Bonjour,
"On prendra q = 10 N/kg" ==> "On prendra g = 10 N/kg", je suppose...
Pour la 1, c'est vite fait : axe vertical des altitudes en B, z positif vers le haut...
Pour la 2, les forces, on a P vertical vers le bas, R la réaction du support perpendiculaire au support parce qu'il n'y a pas de frottements.
Le système est conservatif parce qu'il n'y a pas de frottements.
Donc (Ec+Ep)A = (Ec+Ep)B mais c'est la 3ème question...
Voilà pour la 3 :
* Energie cinétique =1/2 m.v²
Ec= 1/2 m.v²
Ec= 1/2 60×23²
Ec= 1,58 × 10^3 J
* Energie potentielle = mgz_A
Ep = m.g.zA
Ep= 2,76 × 10^4 J
* Energie mécanique = Ec+Ep
Em = 2,918× 10 ^4 J
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Est ce que c'est bon ?
pour trouver za
za= R . sin
pour la 4)
EmA = EmB
1/2.m.vA²+ m.g.za = 1/2.m.vB² car zB = 0
5) tu en déduiras la réponse
Correction à la 2 :
* Energie cinétique =1/2 m.v²
Ec= 1/2 m.v²
Ec= 1/2 60×23²
Ec= 1,587×10^4 J
* Energie potentielle =mgz_A
Ep=60×10×(46×sin(54))
Ep=-1,542× 10^4 J
* Energie mécanique = Ec + Ep = cte
Em=450 J
Pour la 4/
1/2 m.v_B² = 1/2 m.v_A² + m.g.z_A - m.g.z_B
1/2 m.v_B² = 1/2 m.v_A² + m.g(z_A-z_B)
1/2 m.v_B² = 1/2 m.v_A² + m.g.z_A
1/2 m.v_B² = 450
v_B² = 450/30
v_B= √15
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Est ce que c'est bon ?
Est ce que maintenant c'est bon ??
2/.
* Energie cinétique = 1/2 m.v²
Ec = 1/2 m.v²
Ec= 1/2 60 × 23²
Ec= 1,587 × 10^4 J
* Energie potentielle = mgz_A
Ep = 60 × 10 ×(46(1-cos(54)))
Ep = 5,049 × 10^4 J
* Energie mécanique = Ec + Ep = cte
Em = 6,636 × 10^4 J
3/.
1/2.m.v_A² + mgz_A - mgz_B = 1/2.m.v_B²
1/2.m.v_A² + mg(z_A-z_B) = 1/2.m.v_B²
1/2.m.v_A² + mgz_A = 1/2.m.v_B² --------> (z_B=0)
1/2.m.v_B² = 6,636 × 10^4
v_B² = (6,636 × 10^4)/30
v_B= 
((6,636 × 10^4)/30) 
47 m/s
"* Energie potentielle = mgz_A
Ep = 60 × 10 × 46(1-cos(54))
Ep = 5,049 × 10^4 J "
Je ne sais pas comment tu fais pour trouver ça...
Ep = 600 x 46(1-cos(54))
Ep = 27,6.103(1-cos(54))
Ep = 27,6.103 x 0,4122147
Ep = 11,377.103 J
OK pour l'énergie cinétique.
Em = 1,587.104 + 1,1377.104 = 2,7247.104 J
Pour la 3
(1/2)mvA2 + mgzA = (1/2)mvB2 + mgzB
mgzB = 0 puisque zB = 0
vB2 = 2 [(1/2)mvA2 + mgzA] / m
vB2 = 908,2375
vB = 30,14 m.s-1
Soudain, j'ai un doute en lisant la question 5... La piste est-elle comme je l'ai représentée ?
Si c'est bon, la question 5 est stupide...
La piste est représentée comme ceci ( cf dessin)
et j'ai une question en plus :
* Le skieur appuie sur les carrés de ses skis, produisant ainsi une force de frottement à partir du point B. Pour simplifier on admettre que les forces de frottement sont assimilables à une force f tangente à la trajectoire et d'intensité constante.
Le skieur en C avec un vitesse nulle, déterminer l'expression et la valeur
numérique de f.
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Merci de votre aide ....
Ah oui... Mais tu ne nous avais pas tout dit !... Pas étonnant que je me posais des questions sur l'exercice...
S'il n'y a pas de frottement, il ne peut pas s'arrêter en C !!...
La différence d'énergie cinétique est égale au travail de la force de frottement. Ce travail est négatif car la force est opposée au sens du déplacement.
(Ec)C - (Ec)B = -f x BC
(Ec)C = 0 par hypothèse => vitesse nulle en C
- (Ec)B = -f x BC
(Ec)B = f x BC
f = (Ec)B / BC
f = (0.5*60*30,14²)/60
f 454 N
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Pour la 5 que doit je marquer svp ?
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Merci beaucoup
"Le skieur appuie sur les carrés de ses skis, produisant ainsi une force de frottement à partir du point B. Pour simplifier on admettre que les forces de frottement sont assimilables à une force f tangente à la trajectoire et d'intensité constante.
Le skieur en C avec un vitesse nulle, déterminer l'expression et la valeur
numérique de f."
La question recopiée ci-dessus se situe où par rapport à 4 et 5 ?
la question 5 est celle ci :
5/. Dans les conditions envisagées le skieur peut il s'arrêter au point C. Expliquez
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