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Exercice sur les forces

Posté par
hyahya59
01-11-07 à 19:33

Bonjour à tous ! Voilà mon problème ! Espérant que vous serez nombreux a m'aider !

Voilà j'ai une bille d'acier attaché à un ressort lui même attaché au mur ayant un point de contact fixe O, et la bille est attirée par un aimant.

Le ressort a vide a une longueur de 20 cm. La longueur à l'équilibre est 25 cm. La raideur du ressort est 10 N.m.

   1) Quelle est la tension du ressort ?

   2) La masse de la bille est égale à 20g. Déterminer toutes les action mécaniques exercées sur cette bille.

   3) En déduire l'angle d'inclinaison du ressort.

Donc voilà j'ai la tension du ressort qui est 0.5 N. Les actions mécanique : le mur et le ressort, le ressort et la bille, et la bille et l'aimant. Mais pour l'inclinaison j'ai un problème je ne sais pas comment faire ! Pouvez vous m'aider !

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 01-11-07 à 21:31

Aidez moi ! SVP super urgent !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 09:53

Bonjour,

Oui, la tension du ressort vaut bien 0,5 N

Remarque : la raideur vaut 10 N.m-1 (et non pas 10 N.m ; attention aux unités !)

Quel est le poids de la bille ?

Puisqu'il y a équilibre la somme vectorielle de toutes les forces est égale au vecteur nul

Quelles sont les trois forces qui s'appliquent sur la bille ? Comment sont-elles dirigées et quels sont leur sens ?
En faisant un dessin et en répondant à ces questions tu auras tout ce qu'il faut pour trouver l'inclinaison du ressort.

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 18:13

La bille fait 20 g ! Les 3 forces sont le poids, l'attraction gravitationnelle de l'aimant et la troisième je vois pas ? Peux tu m'aider Coll STP ?

Petite question en passant la raideur d'un ressort peu être différente de 10 N.m-1 ? La formule de la raideur est bien : k=m*g/l-l0 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 18:20

Je t'ai demandé le poids de la bille, pas sa masse ; la masse, 20 grammes, est dans l'énoncé ; je te demande son poids.

Oui, heureusement que les ressorts de suspension d'une voiture ont une raideur supérieure à 10 N.m-1

Oui, une formule possible pour la raideur d'un ressort est 3$ k\,=\,\frac{||\vec{F}||}{\Delta l}
avec, \vec{F} la force qui provoque un allongement l du ressort

La troisième force ? Relis bien l'énoncé, tu n'as pas encore pris tous les éléments en compte. As-tu fait un dessin ? As-tu imaginé réaliser l'expérience ?

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 20:02

Le poids est P=m*g soit la masse en kg 0.02*10 la constante ! Cela me donne 0.2 N ! Ba la troisiéme c'est la tension du ressort ? Non ? Donc si c'est sa sa me donne le poids de la bille + la tension du ressort + l'attraction du ressort = vecteur nul ?

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 20:16

attraction de l'aimant ! Excuse moi !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 20:33

Voilà ! Ces trois forces qui s'exercent sur la bille ont une résultante (une somme vectorielle) nulle :
. le poids de la bille : 0,2 N direction : la verticale et sens vers le bas
. la tension du ressort : 0,5 N direction : l'axe du ressort et sens vers le point d'attache du ressort au mur
. l'attraction de l'aimant, valeur inconnue, direction je suppose horizontale et sens en écartant du mur

Cela suffit pour déterminer l'angle d'inclinaison du ressort par rapport à la verticale (ou par rapport au mur qui est sûrement vertical)

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 22:01

je vois toujours pas à partir de tout cela comment tu fais pour déterminer l'angle d'inclinaison ! Peux tu m'expliquer la méthode parceque je vois pas ! Merci !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces 02-11-07 à 22:16

Un schéma :

Exercice sur les forces

Les trois forces auxquelles la bille est soumise :
En rouge, \vec{A} l'attraction de l'aimant
En noir, \vec{P} le poids, intensité 0,2 N
En bleu, \vec{T} la tension du ressort, intensité 0,5 N

Il faut en déduire l'angle du ressort et de la verticale.

Posté par
thomas3347
re 02-11-07 à 22:26

décompose la direction des vecteurs dans un repere orthonormé et utilise la trigonometrie

Posté par
thomas3347
re 02-11-07 à 23:29

environ 53° par rapport à la verticale

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 04-11-07 à 00:19

Je connais le trigonométrie mais je vois pas le calcul il faut utiliser sinus cosinus tangeante ? J'ai fait des calculs mais je trouve pas sa !

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 04-11-07 à 00:27

Peux tu m'expliquer les étapes de ton calculs thomas3347 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces 04-11-07 à 07:42

Projection de T sur un axe vertical ou composante (ou "coordonnée") de T selon un axe vertical : T.cos()
Cette composante est directement opposée au poids ; leurs normes sont égales, donc
P = T.cos()
cos() = P / T = 0,2 / 0,5 = 0,4
= cos-1(0,4) 66,4°

On pourrait au besoin maintenant calculer la force d'attraction par l'aimant dont l'intensité est
A = T.sin() 0,46 N

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 04-11-07 à 11:40

Donc l'inclinaison est bien 66.4° ? mes calculs montrait cela ! 53° n'est pas bon si je comprend bien ? Merci Coll et thomas3347 !

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice sur les forces 04-11-07 à 11:49

Non, 53° n'est pas bon.

Je t'en prie.
A une prochaine fois !

Posté par
hyahya59
re : Exercice sur les forces 04-11-07 à 11:58

Je vais te déranger encore une fois mais j'ai un autre problème ! En fait j'ai un ressort et un plan incliné ! Le ressort a une longueur a vide l0 = 10 cm ! Lorsque j'accroche une masse de 100 g sa longuer l vaut 15 cm ! J'ai calculé la raideur du ressort avec la formule k=m*g/l-l0 ! Ce qui me donne une raideur de 19.6 N.m-1 ! Mais au bout de mon ressort j'ai une masse accroché qui est de 2 Kg ! Je doit déterminer toutes les action mécaniques exercées sur cette masse a l'équilibre si l'angle d'inclianiason est de 10° ! Puis en déduire l'inclinaison du ressort !

Les forces exercées sont le poids de A ayant une masse de 2 Kg la tension du ressort ! Il y en t il d'autres ? et comment faire pour calculer la longueur du ressort ? Désolé de te déranger une nouvelle fois !



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