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Énergie potentielle de pesanteur

Posté par
Very
07-02-20 à 17:57

Bonsoir à tous et à toutes nouvel exercice dont je ne sais m'y prendre.  

Sujet :
une chaîne de longueur l=1m et de masse m=500 g repose sur le bord d'une table,une portion de la chaîne quitte la table.la longueur de la chaîne encore sur la table est l1.      

Questions :
1-exprime la masse m de la portion ayant quitté la table en fonction de l,m et l1.          
2-exprime l'altitude du centre d'inertie G de la portion ayant quitté la table.    
3-déduis-en l'expression littérale de l'énergie potentielle de la chaîne.    
4-calcule la valeur de cette énergie lorsque la moitié de la chaîne a quitté la table .  

Données:
la masse de la chaîne est proportionnelle à sa longueur.
La surface supérieure de la table est le niveau de référence pour l'énergie potentielle de pesanteur ainsi que l'origine des altitudes.        

  Aidez moi, c'est ..............

***Sujet aéré : prière de faire pareil la prochaine fois !***

Posté par
Slyslo3
re : Énergie potentielle de pesanteur 07-02-20 à 18:43

Bonjour, je te conseille d'abord de faire un schéma et bilan des forces extérieures appliquées sur le système étudié. C'est fondamental en physique.

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 07-02-20 à 18:55

Bonsoir à tous les deux,

Juste quelques remarques en passant ....

1) Faire un schéma est une excellente idée.
2) En revanche, à mon avis, le bilan des forces extérieures ne sera ici d'aucune utilité.
3) On ne peut pas désigner par la même lettre " m " la masse de la chaîne (500g) et la masse de la partie ayant quitté la table ( Question 1 )

Je vous laisse poursuivre.

Posté par
Slyslo3
re : Énergie potentielle de pesanteur 07-02-20 à 19:05

Et quel procédé faut-il utiliser pour les expressions demandés?

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 07-02-20 à 20:10

Je suggère de suivre ton conseil :

Faire un schéma sur lequel on trouvera :
La table, la chaîne, le point G, un axe avec l'origine des altitudes et des énergies potentielles.

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 08:35

Oui effectivement la masse de la chaîne ayant quitté la table est m1.Ensuite pour le 1 j'ai utilisé la règle de trois.ce qui m'intrigue plus c'est le 2 et le 3 ,n'avez vous pas une idée ?

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 08:38

Et comme je ne sais pas faire des schémas sur ce site,je vous informe que la longueur de la chaîne ayant quitté la table ne vaut pas la moitié de la longueur totale

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 09:39

Concernant la question 1 :
Plutôt que de dire " voila comment j'ai fait" la moindre des choses serait d'exposer ton calcul et ton résultat.

Concernant le schéma :
Certains comme toi disent " Je ne sais pas faire "
D'autres qui "ne savent pas faire" cherchent, interrogent, trouvent et réussissent !

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 10:22

Bon voilà,  on a: l=m et l1=m1 alors m1=(m×l1)/l

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 12:00

Quand tu écris que l = m veux tu dire qu'une longueur ( l ) est égale à une masse ( m ) ?  

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 15:07

Je veux plutôt dire que pour l,on a m et pour l1,on a m1

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 15:08

Alors pigé?

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 16:18

Donc, si j'ai bien compris :

Totalité de la chaîne :
masse : m      ;  longueur : l
---------------------------------------
Partie de chaîne restée sur la table :
masse : m - m1         ;     longueur l1
---------------------------------------
Partie de chaîne en dehors de la table :
masse :  m1       ;    longueur l - l1
--------------------------------------------
Règle de proportionnalité :
m1 / m = ( l - l1) /  l donc :
m1 = m( l - l1 ) / l

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 17:10

Oui c'est cela maintenant j'ai besoin d'aide pour les questions 2 et 3

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 18:34

Même si tu ne le postes pas fais un schéma (Voir 07-02-20 à 20:10)
Tu devrais alors être en mesure de proposer une réponse pour la question 2

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 20:04

Ok voilà le schéma

Énergie potentielle de pesanteur

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 20:30

OK, mais il y manque :

a) Le point G,
b) Un axe (vertical dirigé vers le haut) avec l'origine des altitudes et des énergies potentielles.

Ces deux points manquants sont indispensables pour poursuivre l'exercice.

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 20:53

Désolé mais c'est le schéma qui est dans l'exercice que j'ai reprodui.Ensuite relie bien le sujet notamment la partie donnée.Le point G comme dit la question 2 est le centre de gravité de la portion de la chaîne ayant quitté la table.Allez vite! Tes idées maintenant

Posté par
Slyslo3
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 23:31

@Odbugt, viens terminer ce que tu as commencé.

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 08-02-20 à 23:35

Tout d'abord je remarque que le schéma que tu proposes et l'énoncé sont en contradiction.
En effet sur ce schéma, la masse de la partie horizontale de la chaîne est notée " m " alors que l'énoncé stipule que " m " est la masse totale de la chaîne.

Sur le schéma que je propose ci-dessous je reprends les notations décrites dans l'énoncé telles que déjà exposées dans mon post du 08-02-20 à 16:18
Ce schéma permet, me semble t'il, de répondre très facilement à la question 2

Je n'ai pas l'intention d'exposer mes idées, mais plutôt de te demander d'exposer les tiennes.
Mon but est de t'aider à trouver par toi même les réponses.
M'enjoindre à aller vite est parfaitement inefficace.

Énergie potentielle de pesanteur

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 09:41

Oui c'est bien ça le schéma que tu as fait,on peut aussi nommer la longueur de la portion de la chaîne ayant quitté la table L2 et sa masse M2 mais je précise que cela n'a pas été mentionné dans le sujet

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 09:50

OK.
J'attends donc ta proposition de réponse à la question 2 :
Exprimer l'altitude yG du centre d'inertie de la portion ayant quitté la table compte tenu que l'énoncé impose que l'origine des altitudes est au niveau du dessus de cette table.

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 10:01

Alors propose-tu quoi pour le 2 et le 3 car je n'ai aucune idée.

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 10:05

On a EppG=mg(zg-zo) avec zg-zo=EppG/mg alors zg =(EppG/mg)-zo

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 10:42

Pour la question 3 on verra plus tard.

Question 2 :
Nous avons vu que la longueur de la partie de chaîne située en dehors de la table est égale à l - l1 (Voir schéma 08-02-20 à 23:35)
L'altitude du dessus de la table est égale à zéro (Origine des altitudes)
Quelle est l'altitude yG du point G (centre d'inertie de la portion de chaîne ayant quitté la table) ?

Il est facile et improductif de dire "aucune idée"
J'attends une proposition de réponse.

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 11:17

Ok j'ai EppG=mg(zg-zo) avec zg-zo=-zg donc -zg=EppG/mg alors zg=-EppG/mg . est-ce juste ?

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 12:06

Non
La question de l'énergie potentielle ne se pose qu'à la question 3

La question 2 ne s'intéresse qu'à la position de G par rapport à la face supérieure de la table et à rien d'autre.
Il s'agit seulement d'exprimer l'altitude zG de G en fonction de l et l1

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 13:36

Alors j'ai zg =1/2(l-l1) est-ce juste ?

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 13:46

Presque .....
Comme G se situe en dessous du niveau zéro d'altitude on a forcément zG <0
Or, dans ta réponse (puisque l>l1) tu obtiens zG >0
Facile à rectifier ....

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 15:54

Ok donc j'ai zg=1/2(l1-l) c'est ça?

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 16:34

Oui, c'est exact.
Ce résultat va ensuite être utilisé pour la question suivante.

Question 3 :
Quelle est l'énergie potentielle de la partie de chaîne restant sur la table ?
Quelle est l'énergie potentielle de la partie de chaîne ayant quitté la table ?
Tu auras compris, je pense, que l'énergie potentielle de la totalité de la chaîne est la somme des deux énergies potentielles précédentes.
Le résultat demandé doit être exprimé uniquement en fonction de m, g, l, et l1

Posté par
Very
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 18:23

Ok merci pour ton aide , alors Epp=mg×1/2(l1-l) c'est bien ça ?

Posté par
odbugt1
re : Énergie potentielle de pesanteur 09-02-20 à 18:35

Je ne trouve pas le même résultat que toi.

Si tu veux que je puisse identifier la cause de cette divergence il te faut expliciter ton calcul.



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