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Exo enérgie cinétique

Posté par
Paulo15000
02-03-20 à 18:51

Bonjour,

J'ai un exercice sur l'énergie cinétique qui me pose problème pouvez-vous m'aider à le résoudre s'il vous plaît ? Merci

Donnée : g = 9.81 N / Kg et Cos (90° + (lettre alpha) = - sin (lettre alpha)
Un tapis roulant de longueur  l=AB=5,0m est utilisé pour charger des bagages dans la soute d'un avion.
Le tapis est incliné d'un angle (lettre alpha)=15° par rapport à l'horizontale.
Une valise de masse m = 20 kg, est entraînée par ce tapis avec une vitesse de valeur v constante.


1.La valise est soumise à son poids P, à l'action du tapis modélisée par une force motrice F dans le plan du tapis et par une force R perpendiculaire au plan du tapis Schématiser ces forces.

- Pour celle-là pas très compliqué mais je ne vois pas ce que peut être (vecteur)R l'énergie potentielle de pesanteur ??


2.a Montrer que le travail du poids P lors du déplacement de la position A à la position B est: W a -> b (vecteur) P = -m x g x l x sin a

- là j'imagine qu'il faut que je remplace la formule avec des valeurs numériques

W a -> b (vecteur) P = -20 x 9.81x 5.0 x (sin (lettre delta) (15°))
et je trouve environ = à -253,90, je sais pas si c'est juste.



b. Exprimer le travail des deux autres forces constantes

- je vois que la force poids et du tapis qui peuvent être constantes


3.a Justifier que l'énergie cinétique reste constante au cours de ce déplacement

- ça je sais pas trop comment faire

3.b Calculer la valeur de la force motrice F exercée par le tapis sur la valise.

- sachant que c'est un tapis et que ça force est une vitesse j'imagine qu'on peut pas utiliser v = d/t

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 02-03-20 à 18:52

Sans oublier le petit schéma qui va avec :

Exo enérgie cinétique

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 02-03-20 à 20:46

Bonjour,

Pour le 1, R est là pour réaction (un résidu historique), c'est simplement l'action du tapis sur la valise, comme quand vous vous asseyez sur une chaise, celle-ci exerce une force R vous empêchant de descendre plus bas.

Pour le 2a, montrez que signifie que vous devez prouver que W a bien l'expression donnée. On vous la donne pour vous guider et éventuellement continuer quand même l'exercice. Il n'y a pas indiqué déterminer la valeur numérique du travail à l'aide de l'expression ...

Pour le 2b, le texte dit autre force, et le poids a été traité en 2a. Au 1, il y a combien de forces ?

3a : il faut lire le texte : dernière phrase de l'introduction.

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 02-03-20 à 21:04

gts2 @ 02-03-2020 à 20:46

Bonjour,

Pour le 1, R est là pour réaction (un résidu historique), c'est simplement l'action du tapis sur la valise, comme quand vous vous asseyez sur une chaise, celle-ci exerce une force R vous empêchant de descendre plus bas.

Pour le 2a, montrez que signifie que vous devez prouver que W a bien l'expression donnée. On vous la donne pour vous guider et éventuellement continuer quand même l'exercice. Il n'y a pas indiqué déterminer la valeur numérique du travail à l'aide de l'expression ...

Pour le 2b, le texte dit autre force, et le poids a été traité en 2a. Au 1, il y a combien de forces ?

3a : il faut lire le texte : dernière phrase de l'introduction.



2.a Euuh d'accord mais si on me la donne comment je le prouve, fin à part avec des valeurs numériques je vois pas

2.b Il y en a trois, du coup je dirais le tapis F et la résidu historique R ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 02-03-20 à 23:12

2a- Pour démontrer la formule, il y a 36 méthodes qui dépendent de votre cours. Si, comme je le pense, vous connaissez une expression du travail du poids (ou de l'énergie potentielle), il faut transposer cette formule connue avec les notations du texte. Sinon vous calculez (littéralement) le travail.

2b- Résidu historique s'appliquait au nom "réaction", R est la composante normale de l'action du tapis sur la valise (comme F est sa composante tangentielle). Donc il faut bien calculer le travail de F et R.

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 17:17

Bonjour, pour la 2) a) je peux dire W a -> b (vecteur) P = -masse(a) x intensité de l'apesanteur x longueur x le sinus de l'angle du tapis ?

et pour la 3)b) v=d/t n'est pas bon ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:13

2a- OK. Pour ce qui est de la rédaction, un petit dessin avec le poids le déplacement et l'angle serait bienvenu.

3b)  v=d/t est correct (vitesse constante), le problème est que ce n'est la question, on vous demande la force exercée par le tapis.

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:19

gts2 @ 04-03-2020 à 18:13



3b)  v=d/t est correct (vitesse constante), le problème est que ce n'est la question, on vous demande la force exercée par le tapis.


Je ne comprends pas très bien la question :/

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:23

La valise est soumise à son poids et le tapis la fait avancer en montant à vitesse constante, il faut bien que le tapis exerce une force sur la valise pour la faire monter, c'est cette force que l'on vous demande, plus précisément la composante dans le plan du tapis.  

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:32

Et aussi pour la 2.b comment exprimer la force F si il n'y a pas d'accélération ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:39

Pour la 2b, on demande juste d'exprimer le travail de la force F, on demande donc une expression du travail W=W(F,...). Le calcul de F se fait en 3b

S'il y a pas d'accélération, que vaut la somme des forces ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:43

Paulo15000 @ 04-03-2020 à 18:32

Et aussi pour la 2.b comment exprimer la force F si il n'y a pas d'accélération ?


car dans W = F × D × cos (θ) j'ai tout sauf F et c'est l'intensité de la force donc la vitesse ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:45

gts2 @ 04-03-2020 à 18:39

Pour la 2b, on demande juste d'exprimer le travail de la force F, on demande donc une expression du travail W=W(F,...). Le calcul de F se fait en 3b

S'il y a pas d'accélération, que vaut la somme des forces ?


Ba elle est constante mais justement je pensais que le calcul de F en 3)b)  se faisait avec v=d/t

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 18:48

Bonjour,

Quel est l'énoncé du principe fondamental de la dynamique ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 19:07

gts2 @ 04-03-2020 à 18:48

Bonjour,

Quel est l'énoncé du principe fondamental de la dynamique ?


C'est la relation entre la masse d'un objet et l'accélération qu'il reçoit, c'est la 2ème loi de Newton (sigma)F = (delta)v / (delta)t

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 19:15

Et donc si v=0 ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 19:17

gts2 @ 04-03-2020 à 19:15

Et donc si v=0 ?


Ba le calcul est égal à 0 peut importe (delta)t

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 20:20

Et donc que vaut la somme des forces ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 20:23

Citation :
l'intensité de la force donc la vitesse


?!?

Quelle relation y-a-t-il entre force et vitesse ?
Quelle est l'unité d'une force, d'une vitesse ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 20:26

Citation :
W = F × D × cos (θ)


Pour la 2b c'est l'expression du travail, donc vous avez répondu à la 2b).
Ceci étant c'est quoi D et pourquoi  cos (θ) ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 22:57

gts2 @ 04-03-2020 à 20:20

Et donc que vaut la somme des forces ?



égale à 0 ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 04-03-20 à 22:58

gts2 @ 04-03-2020 à 20:26

Citation :
W = F × D × cos (θ)


Pour la 2b c'est l'expression du travail, donc vous avez répondu à la 2b).
Ceci étant c'est quoi D et pourquoi  cos (θ) ?


D est la distance et c'est pas cos (0) mais cos (90° + (alpha)) c'est ce qui est marqué dans donnée

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 06:47

Bonjour,

La somme des forces vaut bien zéro, donc que vaut F ?

Si D est la distance parcourue, elle est notée l ou BA dans le texte.
Si je comprends bien \theta=\pi/2+\alpha.

Si j'ai bien compris la signification de D et , dans ce cas W = F × D × cos (θ) est inexacte :  quelle est la direction de F relativement au déplacement ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 18:26

gts2 @ 05-03-2020 à 06:47

Bonjour,

La somme des forces vaut bien zéro, donc que vaut F ?

Si D est la distance parcourue, elle est notée l ou BA dans le texte.
Si je comprends bien \theta=\pi/2+\alpha.

Si j'ai bien compris la signification de D et , dans ce cas W = F × D × cos (θ) est inexacte :  quelle est la direction de F relativement au déplacement ?


De A vers B mais après dans donnée il y a:  Cos (90° + (lettre alpha) = - sin (lettre alpha)
donc j'imagine qu'il faut l'utiliser

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 18:34

Donc D=l=AB.
Or AB est parallèle à F, le produit scalaire \vec{F}\cdot \vec{AB} est donc F * AB  (au signe près).

"dans donnée il y a:  Cos (90° + (lettre alpha) = - sin (lettre alpha) "

Ceci n'est pas une donnée, mais un rappel de formule de trigonométrie que vous avez utilisée pour calculer le travail du poids.  

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 18:43

gts2 @ 05-03-2020 à 18:34

Donc D=l=AB.
Or AB est parallèle à F, le produit scalaire \vec{F}\cdot \vec{AB} est donc F * AB  (au signe près).

"dans donnée il y a:  Cos (90° + (lettre alpha) = - sin (lettre alpha) "

Ceci n'est pas une donnée, mais un rappel de formule de trigonométrie que vous avez utilisée pour calculer le travail du poids.  


D'accord mais je dois trouve F alors comment je peux faire F x AB si j'ai pas F

Mais ce rappel de formule ne me sert à rien alors, puisque le travail du poids ne m'est pas demandé

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 18:53

Citation :
Mais ce rappel de formule ne me sert à rien alors, puisque le travail du poids ne m'est pas demandé

C'est la question 2a que vous avez traitée vous-même (04-03-20 à 17:17)

Citation :
D'accord mais je dois trouve F alors comment je peux faire F x AB si j'ai pas F

F x AB est la réponse à la question 2b qui dit "Exprimer le travail" : F x AB est bien l'expression du travail de F.

Pour ce qui est de 3b) "Calculer la valeur de la force F", la réponse a été donnée (05-03-20 à 06:47)

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 18:58

gts2 @ 05-03-2020 à 18:53

Citation :
Mais ce rappel de formule ne me sert à rien alors, puisque le travail du poids ne m'est pas demandé

C'est la question 2a que vous avez traitée vous-même (04-03-20 à 17:17)

Citation :
D'accord mais je dois trouve F alors comment je peux faire F x AB si j'ai pas F

F x AB est la réponse à la question 2b qui dit "Exprimer le travail" : F x AB est bien l'expression du travail de F.

Pour ce qui est de 3b) "Calculer la valeur de la force F", la réponse a été donnée (05-03-20 à 06:47)



Oui d'accord mais la question 2)a) nous dit juste de montrer et pas de calculer c'est ce que vous m'avez dit


Ah c'est ça la réponse à la 3) b) ? Si oui le sorte de 0 représente F ? et alpha est en degrés ?

Exo enérgie cinétique

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 19:03

Vous n'avez pas du lire la bonne réponse.

Vous avez montré que la somme des forces est nulle.
A partir de là, calculer F devrait être possible, en utilisant votre schéma de la question 1.

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 19:11

gts2 @ 05-03-2020 à 19:03

Vous n'avez pas du lire la bonne réponse.

Vous avez montré que la somme des forces est nulle.
A partir de là, calculer F devrait être possible, en utilisant votre schéma de la question 1.


Je ne vois pas où est la bonne réponse dans votre message du 5 - 03 - 2020 à 6 h 47


Voici mon schéma de la question 1

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 19:12

Exo enérgie cinétique

***Image recadrée***

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 19:30

La bonne réponse indique :

"La somme des forces vaut bien zéro, donc que vaut F ?"
Sur votre dessin, il faut que la somme des trois vecteurs fasse 0, et comme on s'intéresse uniquement à F, il faut que la somme des composantes parallèles au tapis fasse 0.

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 19:44

gts2 @ 05-03-2020 à 19:30

La bonne réponse indique :

"La somme des forces vaut bien zéro, donc que vaut F ?"
Sur votre dessin, il faut que la somme des trois vecteurs fasse 0, et comme on s'intéresse uniquement à F, il faut que la somme des composantes parallèles au tapis fasse 0.



Si la somme des force vaut 0 F vaut 0

Mais comment faire pour faire paraitre sur mon dessin la somme des trois vecteur ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 05-03-20 à 20:17

On va essayer une autre méthode :
3a) Vous avez montré que l'énergie cinétique est constante
3b) Que pouvez-vous en déduire sur le travail des forces ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 07-03-20 à 13:02

gts2 @ 05-03-2020 à 20:17

On va essayer une autre méthode :
3a) Vous avez montré que l'énergie cinétique est constante
3b) Que pouvez-vous en déduire sur le travail des forces ?


Alors oui l'énergie est constante car la vitesse est constante donc le travail des force est constant ?

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 07-03-20 à 13:16

Le théorème de l'énergie cinétique dit quoi ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 07-03-20 à 22:53

gts2 @ 07-03-2020 à 13:16

Le théorème de l'énergie cinétique dit quoi ?


la variation d'énergie cinétique d'un système sur un trajet, est égale à la somme des travaux des forces appliquées au système, sur ce même trajet.

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 08-03-20 à 06:58

C'est bien cela, donc si l'énergie est constante, que vaut le travail des forces ?

Posté par
Paulo15000
re : Exo enérgie cinétique 09-03-20 à 13:22

ba la somme du travail des forces est égal à la variation de l'énergie donc si l'énergie est constante le travail des forces aussi

Posté par
gts2
re : Exo enérgie cinétique 09-03-20 à 14:54

Citation :
la somme du travail des forces est égal à la variation de l'énergie

C'est bien cela et donc :
Citation :
si l'énergie est constante

que vaut la variation de cette énergie ? et donc que vaut le travail ?

Il y a une grosse différence entre l'énergie définie en un point et le travail qui ne peut-être que le travail d'un point à un autre. Donc le travail ne peut être égal à l'énergie, c'est d'ailleurs ce que dit le théorème de l'énergie cinétique.



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