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exercice Travail et énergie

Posté par
Hey56
26-12-20 à 16:25

Bonjour . Pourriez vous m aider sur un exercice svp ?

Un objet de masse m se déplace sur un plan horizontale constitué de 3 zones :
2 zones blanches où aucune force n'agit et une zone grise se trouvant entre les 2 zones blanches où la forge de frottement F agit .
Dans cette simulation la masse est de 2kg ,la longueur de la zone grise est de 5 m et la forge de frottement est de 3N. A une date prise comme origine du temps ,un objet situé à gauche de la zone colorée ,a une Vitesse v0 dirigée vers la zone colorée .V0=7m.s

Calculer la vitesse V1 a la sortie de la zone colorée en utilisant le Théorème de l'énergie cinétique .

En utilisant le theoreme j'ai trouvé que ∆Ec=-49J
Puis j'ai calculé le travail des force (c'est a dire force de frottement et j'ai trouvé W=-15J
Il lui faut donc 15 J pour traverser la zone colorée alors qu'il peut en dépenser 49 .
Il va dépenser 49-15=34 J pour traverser la zone . D'après la formule de l'énergie cinétique ,:
34=0.5*m*V12
V1=5.8m.s

Retrouvez V1 en utilisant la deuxième loi de Newton .
ET LA je galère .j'arrive pas à trouver la même chose .Donc si quelqu'un pouvait m'aider se serait vraiment gentil .Merci

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 26-12-20 à 16:45

Hello

Peux tu nous expliquer comme tu calcules la variation d'énergie cinétique ... sans avoir calculé le travail de la force de frottement?

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 09:52

La force de frottement a été donnée par le prof et elle est 3 N .

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 10:02

Oui, tu as bien calculé le travail de la force de frottement durant la traversée de la zone grise: W = -15 J

Et que te dit (alors) le théorème de l'énergie cinétique ?

***gbm > Hey56 : fiche pouvant être utile si besoin : [lien] ***

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 10:43

Que ∆E= Somme du travail des forces c'est a dire les frottements ici non ?

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 10:57

Très bien donc    \Delta E_c = ???

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 11:06

∆Ec=-15 J ??Mais je comprend pas .c'est quoi la différence entre ce ∆Ec et celui que j'ai Calculé au début ?

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 11:16

Pour trouver ∆Ec=-49J ,j'ai utilise la relation ∆Ec=0.5*m*v12-0.5*m*v22.Cette formule elle marche dans cette situation ?

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 11:20

Citation :
c'est quoi la différence entre ce ∆Ec et celui que j'ai Calculé au début ?


C'est une erreur

Donc en utilisant le théorème des l'énergie cinétique ("la variation d'énergie cinétique d'un point matériel entre deux positions est égale au travail de toutes les forces appliquées sur ce point")

Tu as démontré que \Delta Ec = -15 J

Calculer V1 ne devrait plus être très compliqué, car, tu sais que:  

\Delta Ec = \frac{1}{2}mV_1^2- \frac{1}{2}mV_0^2

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 11:38

Donc ça me donne
-15=0.5*2*v2
Et v=3.87m.s-1
C'est ça ?

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 11:58

Citation :
-15=0.5*2*v2


Que 1/2mv2 soit négatif ne te pose pas problème ?

Je te rappelle que la vitesse initiale est v0 = 7 m/s    (et pas "7 m.s" d'ailleurs qui n'a pas la dimension d'une vitesse )

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 12:13

Ah mais oui je suis bête .
J'ai trouvé que 0.5*m*v12-0.5*m*v02=-15
Et ça me donne v1=5.8 m/s.

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 14:22

Est ce correct svp ?

Posté par
Hey56
exercice équations horaires 27-12-20 à 15:01

Bonjour . Pourriez vous m aider sur un exercice svp ?

Un objet de masse m se déplace sur un plan horizontale constitué de 3 zones :
2 zones blanches où aucune force n'agit et une zone grise se trouvant entre les 2 zones blanches où la forge de frottement F agit .
Dans cette simulation la masse est de 2kg ,la longueur de la zone grise est de 5 m et la forge de frottement est de 3N. A une date prise comme origine du temps ,un objet situé à gauche de la zone colorée ,a une Vitesse v0 dirigée vers la zone colorée .V0=7m.s

Calculer la vitesse V1 a la sortie de la zone colorée en utilisant les équations horaires .

*** message déplacé ***

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 15:12

C'est correct

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 15:13

Retrouve maintenant cette valeur par utilisation de la 2nde loi de Newton

Posté par
gbm Webmaster
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 15:25

Bonjour,

@ Hey56 : le multi-post est strictement interdit sur ce forum :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?



Tu as déjà créé un sujet pour cet exercice, tu continues donc ici avec dirac ...

Posté par
vanoise
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 15:26

Bonjour
Que peut-on dire de la nature du mouvement dans chaque zone ? La relation fondamentale de la dynamique fournit la réponse.

*** message déplacé ***

Posté par
vanoise
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 15:27

Je n'avais pas lu l'autre message.  Je laisse dirac  gérer.

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 16:12

Dans le première zone elle est rectiligne uniforme ,dans la deuxième elle est ralenti et la troisième elle est rectiligne uniforme aussi .
Puis j'ai trouvé comme équation horaire de position :
X=Vot
Y=-0.5gt2+Vot

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 18:11

Hello

@vanoise & tous les aidants : n'hésitez pas à intervenir:
1/ vos outils pédagogiques et vos savoirs académiques valent bien ( et même mieux) les miens
2/ Sur certains posts, je pense que l'on est pas trop de 2, 3, ... pour l'accouchement. Et depuis hier, il y a moult accouchements difficiles

Hey56

Dans ton premier message

"Un objet de masse m se déplace sur un plan horizontale constitué de 3 zones"

Dans cette configuration, que représentent les coordonnées (X,Y) que tu introduis désormais?
Le " -1/2gt2 " implique un mouvement qui n'est plus horizontal. Sommes nous sur le même exercice?

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 18:35

Je le suis dis la même chose. Mais en déduisant les équations horaires de positions , j'ai trouvé que t=X/v0 .
Puis j introduis cette formule de t dans L équation horaire de la vitesse : Vy= -gt+V0 et ça me donne Vy=-g(X/V0)+V0

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 18:50

Revenons en aux fondamentaux:

1/ peux tu (disposes tu) d'un schéma représentant les zones blanches et grises?
2/ Peux tu rappeler (partager) ce que dit la 2nde loi de Newton?

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 19:23

Voici un schéma

La deuxième loi de Newton dit que
Somme des forces =ma

exercice Travail et énergie

** image bien orientée **

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 20:03

Bon, à regarder le dispositif, je ne vois l'objet de l'axe Y, la direction du déplacement étant visiblement une droite horizontale.

Nous somme d'accord sur \Sigma \vec{F} = m\vec{a}

Quoiqu'il en soit, peux tu faire le bilan des forces sur les zones blanches et frise?

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 20:34

Sur la zone blanche les seules forces qui agiissent sont le poids et la force du support qui s annulent  
Et sur le zone grise il y a le poids ,la force du support et le frottement .mais le poids et la force du support s annulent donc il ne reste que le frottement

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 27-12-20 à 21:28

On progresse

Donc \vec{F}_{frot} = m\vec{a}

Allez, poursuis, la force de frottement est constante, colinéaire à l'axe X , tu peux donc en déduire que \vec{a} = ...

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 06:40

ax=0
ay=-g

Puis en trouvant les primitives ,
vx=0t+C avec  C=V0
Vy=-gt+C avec C=V0
Donc on a
Vx=V0
Vy=-gt+V0

C'est ça ?

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 06:47

Ou bien ...
Si on considère cette force de frottement ,

ax=-f ??
fin..je pense pas 😂

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 07:22

 \vec{F}_{frot} = m\vec{a}  

Donc effectivement, la seule composante de l'accélération qui ne soit pas nulle est ax

Donc on a bien ax = -F = constante   (où F est l'intensité de la force de frottement, pour utiliser les notations de l'énoncé)

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 08:00

Donc après ay ,Vy et y seront nuls???

Ça me donne :
Ax=-f
Vx=-f t+V0
X=-0.5ft2+tVo

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 08:12

OK, maintenant tu élimines le paramètre temps dans les 2eme et 3eme équation pour établir une relation liant Vx à X

=> je corrige une petite coquille   m.aX = -F    (et non pas ax = -F )

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 08:16

Mais du coup c'est faux ax=-f ?
Et ay =0 ?Vy =O?y=0????

Posté par
Hey56
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 08:40

J'ai essayé d'exprimer t en fonction de Vx et ça me donne t=Vx-V0/-f

Puis j'ai remplacé t dans l'équation horaire de X et ça me donne
X=(-f(Vx-V0)2)/2f2+(V0(Vx-V0))/-f

Posté par
dirac
re : exercice Travail et énergie 28-12-20 à 19:24

Bon alors je résume (désolé j'avais d'autres casseroles sur le feu aujourd'hui)

ma_x = -F   donc   a_x = -\frac{F}{m}

v(t) = -\frac{F}{m}t + v_0

x(t) = -\frac{F}{2m}t^2 + v_0t

Donc  t = \frac{m}{F}(v - v_0)

Il en résulte   x = \frac{m}{-2F}(v^2-v_0^2)

Soit -F.x = \frac{1}{2}m(v^2-v_0^2)

Qui est l'équation qui t'as permis de trouver v1 à partir du théorème de l'énergie cinétique

La 2nde loi de Newton et le théorème de l'énergie cinétique sont 2 reflets (l'un dynamique et l'autre énergétique) d'une même réalité physique



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