J'ai un exercice à faire et je n'y arrive pas. Aidez moi svp.
Une personne de masse m=50,0kg considérée comme un point matériel M, se laisse glisser sans vitesse initiale sur u toboggan de forme hélicoïdale d'axe vertical Oz, de rayon R=5,0m et de pas p contant. Un filet d'eau parcourt le toboggan, ce qui permet de négliger les forces de frottement.
Départ du toboggan en A de coordonnée cartésienne (-R;0;0)
Arrivée en B de coordonnée (+R;0;h)
On définit la trajectoire sur le toboggan en utilisant les coordonnées cylndriques d'axe Oz. On a ainsi pour le point M au cours du mouvement :
r=R et z=px/2
1.1)En déduire le vecteur position de la personne OM dans la base cylindrique (r,
,
z)
1.2)Exprimer le vecteur vitesse de la personne dans la base cylindrique (
r,
,
z), en fct de R,p et la dérivée z.
1.3)En déduire que la norme dela vitess s'écrit V=zpoint x (1/λ2)+1 avc
=p/2
R
1.4)Une étude énérgétique du mouvement (pas encore vu en cour) permet d'obtenir l'accélération suivant Oz, soit: ¨z=g/(1/2)+1
En déduire l'équation horaire de z(t)
2) En utilisant les expressions de V et zpoint, déteminer l'angle (en fct de
) entre l direction du vecteur vitesse et le plan horizontal. Cet angle correspond à l'inclinaison de l'hélice, angle entre la tgte à l'hélice et le plan horizontal.
3)On souhaite que le parcours sur le tobogan ait une durée de t1 = 10,0s
3.1)Dmontrer que l'expression de n, nbr de tours du toboggan, s'écrit n=gt[sup][/sup]/4R(1/
+
)
3.2)Montrer en étudiant la fct n=f() que n passe par une valeur maximale.
3.3)Calculer p et n
3.4) Quelles sont alors les valeurs de la hauteur et de l'inclinaison de l'hélice?
Je vous remercie d'avance pour vos réponse. J'ai vraiment besoin d'aide.
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