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énergies cinétique, potentielle...
Bonjour 
Je suis en train de m'entraîner pour mon bac blanc et j'ai un exercice qui me pose problème.
voila l'énoncé :
un jouet de fête foraine est constitué d'un cahriot de masse m pouvant glisser avec frottements le long d'un rail qui comporte une partie [OA] horizontale et une partie [AB] inclinée d'un angle 
par rapport à l'horizontale. Le chariot lancé avec une vitesse initiale de valeur Vo parvient au point B redescend et s'arrête en un point C situé sur la partie horizontale. Les frottements sont équivalents à une force constante F tout au long du trajet.
DOnnées : Vo = 6m/s
m=5 kg
OA =8m AB=4m
= 30°
F = 10N et g=9.81 m.s-²
1) exprimer le travail de la force de frottement lorsque le chariot va directement du point O au point C sans être passé par la partie inclinée.
J'ai répondu que WOC(F) = -f*OC
2) Exprimer le travail de la force de frottement lorsque le charriot va du point O au point C en passant par le point B
là je bloque complétement
3) comparer les résultats et conclure
Du coup je ne peux pas répondre à cette question
4)Quelles formes d'énergie le charriot possède t-il en B? en C ?
Je pense qu'en B, il ne possède qu'une énergie potentielle et pas d'énergie cinétique. En revanche au point C il ne possède pas d'énergie potentielle et pas d'énergie cinétique (il est immobile non ? )
5)Quel transfert d'énergie a lieu au cours du mouvement entre B et C ?
je pense qu'entre B et A on perd de l'énergie potentielle pour gagner de l'energie cinétique puis entre A et C on perd de l'énergie cinétique (mais l'énergie potentielle reste nulle)
6)Determiner la distance BC parcourue par le chariot au retour?
Je n'en ai aucune idée...
Merci beaucoup à celui ou celle qui voudra bien prendre le temps de m'expliquer...
bonjour,
tu y es presque.
1) oui,
la formule générale donnant le travail de F entre M et N est: WMN(F) = F.MN.cos (F et MN étant des valeurs algébriques)
tu peux remarquer que la force de frottement F est toujours directement opposée au mouvement (càd à la vitesse) donc on a toujours: =180°
de plus son travail entre deux points quelconques est toujours résistant(càd <0)
d'où
WMN(F)) = -|F|.|MN| pour tous points M et N de la trajectoire
2) avec ce que je t'ai fait remarquer tu dois maintenant trouver plus facilement (il faut décomposer le mouvement en plusieurs tronçons)
bonjour
je veux bien illustrer la figure mais je ne sais pas comment faire...
2) du coup WOC(f) = WOA(f) + WAB(f) + WBA(f) + WAC(f)
donc on peut simplifier et WOC(f) = WOA(f)+ WAC(f)
= -f*OA-f*AC
= -f(OA+AC)
= -f*OC
Est-ce juste ?
3) On pourrait alors conclure que le travail de la force de frottement est le même
4) Ma réponse était-elle juste ?
merci beaucoup
aïe!
2) non tu ne peux surtout rien simplifier! les forces de frottements travaillent toujours et sont toujours résistantes (travail <0), quelque soit le trajet
WOC(F) (en passant par B) = WOA + WAB + WBA + WAC
d'après ce que j'ai dit plus haut:
WOA = - |F| |OA| (ici, |OA| est une distance, pas une mesure algébrique)
WAB = - |F| |AB|
WBA = - |F| |BA| = - |F| |AB|
WAC = - |F| |AC|
donc WOC(F) (en passant par B) = - |F| ( |OA| + 2|AB| + |AC| )
Sur chaque portion les frottement travaillent et s'opposent au mouvement (travail résistant donc <0)
ce qu'il faut voir c'est que la force de frottement change de sens quand le mobile fait demi-tour en B, donc F devient -F et BA = - AB (en mesure algébrique)
donc WBA(F) = -(-F).BA = - (-F)(-AB) = - F.AB = WAB(F)
le travail de F sur AB et sur BA est bien le même!
d'accord j'ai mieux compris, merci beaucoup
pour la question d je pensais calculer
Em = WBC(f) = -f*BC d'une part
puis d'autre part Em = Ec + Ep
suis-je sur la bonne voie ?
3) le travail de F n'est pas le même sur OC (chemin direct) et sur le trajet (OABAC) donc le travail dépend du chemin suivi: les forces de frottements ne sont pas conservatives
4) ok
5) ok
6) oui tu peux raisonner sur BC, mais tu ne connais pas la vitesse en B ce qui complique les choses (il faudrait la calculer)
tu peux le faire encore plus simplement puisque tu as déjà calculé au 2) W(F) sur OC en passant par B, et là tu connais Em en O et en C
le théorème de l'énergie mécanique entre O et C:
en O: Ec = ... Ep=0, en C: Ec =0 Ep =0 (mobile arrêté)
Em = Ec + Ep
et EmO->C = WOC(F) (en passant par B)
tu trouves finalement |OA| + 2|AB| + |AC| et comme |OA| et |AB| sont connus, tu trouves AC et tu en déduis BC
bonjour
Merci énormément pour votre aide...
J'ai trouvé :
au point O, Ec = 1/2 * m* vo² donc Ec=90J
et en suivant votre méthode je trouve AC = 7m
Par contre je ne vois pas trop comment en déduire BC : je ne peux pas utiliser Pythagore puisque le rectangle n'est pas rectangle mais je pense que je dois utiliser donc j'ai l'angle OAB qui mesure 150° mais je ne peux pas utiliser cos puisqu'une fois encore le triangle n'est pas rectangle ...
Auriez vous un indice ?
Merci
Zut j'ai mal compris la question . en fait je me complique la vie il suffit d'ajouter AB et AC donc ça fait 7 + 8 soit 15
Merci beaucoup encore
bonjour,
Le chariot lancé avec une vitesse initiale de valeur Vo
le chariot part de O ou de A? (avec la vitesse Vo)
tu as oublié de dire qu'il y avait une butée en B, ce qui change tout!
la butée stoppe net le chariot (perte d'énergie) et donc on peut plus calculer Em O->C .
désolé, mais la prochaine fois, copie tout l'énoncé pour éviter ce genre de méprise.
6)Determiner la distance BC parcourue par le chariot au retour?
la vitesse en B est donc nulle et on peut écrire entre B et C
Em = WBC (F) + WBC(Rn)
WBC(Rn) = 0 car ...
WBC (F) = -f |BC|
Em = EmC - EmB = ...
tu dois trouver BC = 6m environ
sauf erreur
Oh non, je me suis encore trompée... cet exercice commence à m'énerver...
bon alors je reprends... par contre j'ai bien copié tout l'exercice ( je n'ai seulement pas mis la figure qu'ils présentaient), et ils ne parlent pas d'une butée... En revanche AB est incliné d'un angle
Que signigie Rn ?
Mais bon je crois que je vous ais assez dérangé... J'avais trouvé cet exercice dans mon livre et je voulais voir si j'avais compris... et je crois que ce n'est pas le cas...
Mais merci encore énormément du temps que vous nous accordez..
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