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Energie mécanique : a la fete foraine
coucou! probleme en physique, matière qui n'est pas ma tasse de thé! si qql'un a un petit peu de tps a m'accorder ce serait sympa. svp merci !
voici l'énoncé :
Une attraction foraine est constituée d'une rail comportant une boucle circulaire de rayon R. Un palet, de masse m, peut glisser sans frottement sur le rail. Le palet peut effectuer la boucle si sa vitesse au sommet est supérieure à (R.g)1/2. L'origine de l'énergie potentielle est prise au niveau le plus bas de la trajectoire. Le palet est repéré sur la boucle par l'angle
1.Quelle est l'expression de l'énergie mécanique du palet en mouvement dans la boucle?
2.Pourquoi l'énergie mécanique est-elle constante?
3.a. Avec quelle vitesse minimale doit-on lancer le paletsur la partie horizontale du rail afin qu'il effectue une boucle?
b.Calculer cette vitesse pour R=1,5m.
voila! mon pb, c'est que je n'ai franchement pas compris la leçon : énergie, travail, force; c'est pas mon truc!
meri d'avance pour votre aide!
Si tu regardes dans les énigmes, il me semble avoir lu une énigme de J-P exposant, peu ou prou, cet exo (peut-être en plus complexe).
Il s'agissait d'une histoire de glaçon dévalant un toboggan, mais l'ayant parcouru en diagonale, je ne saurais t'en dire plus
Une p'tite recherche dans les énigmes (ou ailleurs, d'ailleurs) avec la loupe et les mots clés "glaçon" et/ou "toboggan" (un g ou deux) et tu devrais trouver ton bonheur
Va chercher bonheur 
c gentil mikayaou mais j'y arriverais pas comme ça, l'histoire du glaçon qui joue sur le toboggan m'a l'air trop compliqué!
si qql'un repasse ici!please help !
Salut Mioux
désolé que les deux mathîliens qui étaient les mieux placés pour te répondre n'aient pu voir ton topic !
pour ma part, je ne suis pas aussi rigoureux qu'eux pour t'exposer la "bonne" méthode ni les "bonnes" justifications "rigoureuses"
mon sens de la physique est plus "au feeling" que livresque et je me souviens, pour ne répondre qu'à la troisième question ( pour laquelle, d'ailleurs, je demande leur bénédiction 
), que la relation liant la différence d'énergie cinétique entre le point haut et bas vaut la différence d'énergie potentielle.
Je te passe les justifications de forces conservatives et autres conservations d'énergie mécanique (qu'il me serait difficile de t'expliquer sans risquer de me tromper), je dirais que :
avec un sens conventionnel suffisamment bien choisi ( tu vois, je ne me mouille pas trop )
(1/2)mV² - (1/2)mv² = - mgh avec V la vitesse en haut de la boucle, v la vitesse en bas de la boucle (qui doit lui être supérieure) h la distance verticale entre le haut et le bas = 2R
on cherche v, on simplifie par m => v² = V² + 4Rg
comme V est donnée égale à V(Rg) pour que le palet passe la boucle => v² = Rg + 4Rg
v = racine(5Rg) est la vitesse minimale du palet sur le rail horizontal
numériquement : v = 8,6 m/s (soit 30,8 km/h)
Attention à TOUT ce que j'ai dit !
c'est bien parce que tu n'as aucune réponse que je me permets de t'en donner "un semblant d'une", en espérant que plus compétent que moi saura la critiquer/compléter/remplacer
c'est plus un UP virtuel que je fais
En espérant t'aider...
.
Attention, risque d'incompréhension :
V(Rg) signifie racine de Rg et non le produit de V par Rg (puisque V est aussi le nom de la vitesse en haut)
bon courage !
Bonjour à tous,
Voici ma "version" de l'affaire,le résultat final est le meme.
Comme indiqué dans l'énoncé on prend le point bas de la boucle comme altitude 0 (origine de l'énergie potentielle)
L'energie mécanique du palet est constante car il n'est soumis qu'à des forces conservatives (pas de frottement) à savoir son poids et la reaction du rail
Au point le plus bas
Ep0=0 et Ec0= 1/2mv02
Au point le plus haut:
Eps= 2mgR (altitude du palet = 2R)
Ecs= 1/2mvs2
La conservation de l'énergie mécanique induit donc
1/2mvs2+2mgR= 1/2mv02
Soit 1/2mvs2= 1/2mv02-2mgR
Or on t'indiques que pour que le palet passe le sommet S sans tomber il faut que sa vitesse vs
(Rg)1/2
donc 1/2mv02-2mgR1/2mRg
d'ou v0(5gr)1/2
une question qui m'intrigue :
est-ce que le résultat eut été différent si, cette fois-ci, le palet était en rotation sur lui-même, par exemple ?
mon côté "feeling de la physique" me laisse entendre qu'il lui faut de l'énergie pour tourner sur lui-même et que la relation n'est peut-être pas si simple que dans le cas précédent ?
n'y a-t-il pas une histoire de moment cinétique qui traîne ( j'ai peur de faire des confusions... ) ?
pouvez m'éclairer ?
merci
.
Je pense que ça dépend des hypotheses faites.
Si le palet reste assimilé à un disque homogène et qu'il tourne sur lui meme sans frottement, je pense que cela ne change rien au résultat.
Il y a toujours conservation de l'énergie mécanique sauf que cette fois il s'y ajoute l'energie cinetique de rotation du palet mais qui est constante en tout point de la trajectoire.
Elle s'élimine donc quand on écrit la conservation de l'énergie en bas et au sommet.
Enfin c'est ce que je crois...
ok, je crois te comprendre...
autrement dit, s'il s'avèrait qu'avec la remontée du palet vers le haut de la boucle, la vitesse de rotation diminuait, il en serait autrement ?
Encore autrement dit :
supposons que le palet ne "glisse" plus sur la boucle, mais, qu'au contraire, ce soit un palet qui roule sur la piste
On peut supposer que sa vitesse de "roulage" diminue au cours de la montée (pas trop absurde ?)
ayons alors un palet plein de rayon r, "roulant" sur la piste circulaire de rayon R
est-ce que, dans ce cas, le moment cinétique J=f(r) intervient bien ?
merci
.
wahou! mikayaou et aiuto vous etes trop...euh trop...! trop forts pour moi !!
merci bcp, je vais relire tranquillement tout ça!
merci encore !
bon, je n'ai pas tout compris:
on applique bien la formule Em = Ep + Ec nan ? du coup je n'arrive pas a comprendre cette formule :
La conservation de l'énergie mécanique induit donc
1/2mvs2+2mgR= 1/2mv02
ça donne quoi littéralement?
" 1/2mvs2+2mgR= 1/2mv02
ça donne quoi littéralement? "
oups, désolé ça porte a confusion! littéralement, je veux dire pas là : avec Em, Ep et Ec
merci
Bonjour,
Merci de ces indications je suis en 1ere S également et n'avait pas compris cet exercice non plus mais je bloque sur un élément juste après que lon remplace Vo par (Rg)^1/2 je n'arrive pas a dévelloper par l'exposant 1/2 pourriez vous m'expliquez comment faire?
Bonjour,
Moi je ne comprend pas très bien comment Aiuto arrive a trouver (5GR)1/2 comme résultat. Pourquoi son 1/2mvs² devient 1/2mRg?
"Or on t'indiques que pour que le palet passe le sommet S sans tomber il faut que sa vitesse vs(Rg)1/2
donc 1/2mv02-2mgR1/2mRg
d'ou v0(5gr)1/2"
l'exposant (1/2) correspond à la racine
(1/2) x m x vO² - 2 x m x g x r = (1/2) x m x (R.g)
Vo² x m = m(R.G) + 4(m.r.g)
Vo = 
( 5.R.g)
R.g = ( ( R.G)1/2)²
Oula toujours pas le même résultat.
En partant de (1/2) x m x vo² - 2 x m x g x r = (1/2) x m x (R.g)
Je tombe sur vo²x m = m(R.g) + 2(m.r.g)
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