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Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE

Posté par n4rU (invité) 07-02-06 à 17:31

Salut c'ets encore moi T_T et oui ... je remerci ceux qui m'ont beaucoups aidé pour la partie chimie
mais maintenant la partie physique ... et là c'est simple j'ai un gros problème d'application des formule pour le travaild 'une force, a vrai dire on a traiter ça en 3séances et basta, et franchement c'est la galère au niveau de la compréhension donc voici l'exo :

- Descente à skis -

Une piste de ski comporte deux parties; la première partie AB est rectiligne, et se raccorde tangentiellement à une seconde partie BC, dont la coupe est cirulaire de centre 0 et de rayon R. La partie AB est inclinée d'un angle sur l'horizontale; le rayon OB est incliné d'un angle par rapport à la verticale. Sur le trajet ABC, on négligera l'action de l'air.

(VOIR SCHEMA ASSOCIE !)

A/ Le skieur de masse m (équipement compris) descend sur le trajet AB à la vitesse de valeur v constante. Sur ce trajet, les frottements sont assimilables à une force unique f (vecteur) colinéaire au vecteur vitesse.

1. Etablir l'expression des travaux de toutes les forces agissant sur le skieur.
=> WAB(Fres)= WAB(P) + WAB(f) Je pense que c'est tout enfin on peut pas aller plus loins ? (en fait j'arrive pas à m'adapter à la question :S on a pas fait assez d'exercice !)

2.1. Déterminer l'expression du travail de la force de frottement f
=> WAB(f)= AB.f  (AB et f en vecteur)
Ensuite ? on peut aller plus loin ?

2.2. En déduire l'expression de la force de frottements, et calculer sa valeur numérique.
=> J'imagine qu'il faut utiliser la question précédente mais j'ai aucune idée (je suis démoralisé par ce cour T_T)

3. Calculer la puissance moyenne de cette force.
=> Pm(f) = ...?

Déjà si on pouvait m'eclairer sur cette partie je pense que je comprendrai mieu la deuxième :S

B/ 1.1. Etablir l'expression de la hauteur h de la dénivellation entre les points B et C
c'est avec l'expression (zA-zB)

1.2. En déduire l'expression du travail du poids du skieur entre les points B et C
=> ok je suppose qu'il faut utiliser le travail entre BM et MC
Mais bon j'aurais besoin quelque explications merci

1.3. Calculer le travail du poids entre les points A et C
WAC(P) = WAB(P) + WBC ??

2. Calculer le travail du poids du skieur entre les points A et M, M étant le milieu de l'arc BC
=> Aucune idée ... -_-

Données : m=95kg; g=9,8N.kg-1; v= 50,0km.h-1; =40°;  =30°; R=35,0m

Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE

Posté par
J-P
re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 17:48

A/

Sur le trajet AB:

Travail du poids: WAB(P) = mgh = mg.AB.sin(alpha)

Travail de la force de frottement : WAB(f) =  -|f|.AB

Et comme la vitesse est partout constante:

Travail du poids + Travail de la force de frottement = 0

mg.AB.sin(alpha) -|f|.AB = 0

mg.sin(alpha) -|f|= 0

|f| = mg.sin(alpha) = 95 * 9,8 * sin(40°) = 598,4 N

avec v = 50 km/h = 13,9 m/s

P = |f|.v = 598,4 * 13,9 = 8311,6 W
-----
Sauf distraction (vérifie les calculs).  

Posté par
J-P
re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 18:17

B/
1.1. Etablir l'expression de la hauteur h de la dénivellation entre les points B et C
------
Pour la partie B, il me semble que ton prof de physique est faché avec les mathématiques.

L'énoncé dit que AB est tangente au cercle de rayon OB et de centre O.

Si c'est le cas, l'angle ABO = 90°

On a alors angle(OBD) = 180° - 40° - 90° = 50°

Angle(BDO) = 90°

Et comme la somme des angles d'un triangle est 180°, dans le triangle BDO, on a:

Angle(BDO) + Angle(OBD) + angle(beta) = 180°

50° + 90° + angle(beta) = 180°

angle(beta) = 180° - 50° - 90° = 40°

Or l'angle beta est donné à 30°

Il y a donc une erreur d'énoncé.

Soit AB n'est pas tangente au cercle de centre O et de rayon OA, soit béta ne fait pas 30°

Dernière possibilité : je me suis planté dans mes calculs mais c'est pas sûr.
-----

Je vais supposer que je ne me suis pas trompé et que ton prof de physique est brouillé avec la géométrie.

Supposons que AB n'est pas "pile poil" tangente au cercle et que alors beta fait bien 30°

Dans ce cas:

OD = OB.cos(30°)

OD = 35.cos(30°) = 30,31 m

DC = OC - OD

DC = 35 - 30,31 = 4,69 m

C'est la dénivellation entre les points B et C.
-----
Tu peux maintenant continuer (après avoir vérifié mes calculs).







Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE

Posté par n4rU (invité)re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 18:43

alors pour la partie A j'ai fais ce que tu ma dit et effectivement j'ai mieu compris
toi qui est correcteur j'aimerais savoir ce que tu pense de ma rédaction :

A
1.
WAB(P) = P.AB (produit scalaire donc vecteur)
=mg.AB (scalaire)
=mg.AB.sin(P,AB)

WAB(f) = f.AB (vecteur)

2.1 et 2.2
WAB(f) = f.AB (vecteur)
=f.AB.cos(f,AB)
d'autre part, cos(f,AB) = cos 180° car f à la même direction mais pas le même sens que AB
cos(f,AB) = -1
donc
WAB(f) = -f.AB (cette fois ci f et AB sans flèche)

On sait que vG est constant donc :
P + f = 0 (vecteur)
et donc WAB(P) + WAB(f) = 0
mg.AB.sin(P,AB) - f.AB =0
mg.sin(P,AB) - f =0
f = mg.sin(P,AB)
f= 95*9,8.sin40°
f= 598 N

3.
v= 50km.h-1 = 50*3,6.10-6 = 13,9 m.s-1
Pm(f) = f*v (valeur)
Pm(f) = 598*13,9
Pm(f) = 8,31.103N

Alors qu'en penses-tu ?

Pour la partie B merci d'avoir répondu, je vais d'abord essayer sans regarder ce que tu as fait si jamais je bloque je m'aiderai grâce à ta démarche, en tout cas encore merci beacoup ^^

Posté par
J-P
re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 19:14

Je préfère ne pas me mouiller pour la rédaction car cela doit dépendre essentiellement de la matière vue au cours et de la manière dont elle a été vue. Je ne suis pas du tout au courant des programmes actuels.

Par contre il y a une erreur, une puissance s'exprime en Watts (symbole W) et pas en Newton.

Corrige donc au moins cela.

Posté par n4rU (invité)re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 19:20

ah oui et sinon pour ton erreur remarqué a cause de la prof je sais pas mais je crois que y'avais une erreur dans l'enoncer :

Une piste de ski comporte deux parties; la première partie AB est rectiligne, et se raccorde tangentiellement à une seconde partie BC, dont la coupe est cirulaire de centre 0 et de rayon R. La partie AB est inclinée d'un angle sur l'horizontale; le rayon OB est incliné d'un angle par rapport à la verticale. Sur le trajet ABC, on négligera l'action de l'air.
je m'explique, a la base c'etit "une seconde partie CD" mais ce cela revelait du nivelage donc 'jai modifier, mais si ça ce trouve j''aurais pas du

qu'est-ce que tu en pense ?

Posté par
J-P
re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 20:19

Je n'en pense rien sans avoir l'énoncé complet et sans aucune modification.

En tous cas l'énoncé modifié que tu as donné présente un problème.



Posté par n4rU (invité)re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 21:01

ok

Mais sinon j'en suis à la B/ 1.3 et la je bloque pour cette question
j'ai trouver l'expresion WBC(P) = mgh  dans la question 1.2

j'ai poser :

WAC(P) = WAB(P) + WBC(P)
= -WAB(f) + WBC(P)
= -f.AB + mgh

Le pb est le fait que je ne connais pas AB :S

Enfin peut etre y'a t'il un tout autre raisonnement ????

Merci d'avance

Posté par n4rU (invité)re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 07-02-06 à 21:44

Up c'est l'une des derniere question jusqu'a maintenant, j'ai fais ça dans la partie B

B/ 1.1. Etablir l'expression de la hauteur h de la dénivellation entre les points B et C
=>h = OD = OC - OD = 4,7m

1.2. En déduire l'expression du travail du poids du skieur entre les points B et C
WBC(P)= P.BC (scalaire)
= mg.(OC - OD)
= mgh


1.3. Calculer le travail du poids entre les points A et C
AIDER MOI ICI S.V.P
j'ai poser :

WAC(P) = WAB(P) + WBC(P)
= -WAB(f) + WBC(P)
= -f.AB + mgh

Mais je connais pas AB donc je pense qu'il faut procéder d'une autre manière mais je vois pas laquelle


2. Calculer le travail du poids du skieur entre les points A et M, M étant le milieu de l'arc BC
=> Euh la non plus j'ai une tout petite idée mais elle est pas fondée et je pense que ya un moyen rapide T_T.

Voilà j'attend votre aide pour la question 1.3 et 2.

Posté par
J-P
re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 08-02-06 à 08:49

B/

1.2
WBC(P) = mg.BC
---
1.3
WBC(P) = 95 * 9,8 * 4,7 = 4375,7 J

WAB(P) = mg.AB.sin(40°) = 598,4.AB

WAC(P) = WAB(P) + WBC(P) = (598,4.AB + 4375,7) J
---
2)

OE = OM.cos(15°)

OE = 35.cos(15°) = 33,8 m

EC = OC - OE

EC = 35 - 33,8 = 1,2 m

DE = DC - EC

DE = 4,7 - 1,2 = 3,5

C'est la dénivellation entre les points B et M.

W(BM)(P) = mg.DE

W(BM)(P) = 95 * 9,8 * 3,5 = 3258,5 J

W(AM)(P) = WAB(P) + WBM(P) = (598,4.AB + 3258,5) J
-----

Cherche dans ton énoncé initial si il n'y a pas une donnée qui permet de calculer AB.
-----
Sauf distraction, refais les calculs.  





Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE

Posté par n4rU (invité)re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 08-02-06 à 09:30

ReBonjour,

Alors j'ai chercher pas mal de temps, dans l'enoncé il n'y a rien d'autre. Ensuite j'avais pensé par passer par des formule intermédiaire avec v telque AB = v*deltaT mais on ne connais pas deltatT donc impossible

Je vois pas vraiments
On peut même pas utiliser de trigo...
A moin qu'il y ai une histoire de pente, mais c'est pareil j'ai pas de valeur

Toi tu vois pas non plus ?

(si vraiment je trouve pas je laisse de côté et je finirais à la fin si quelqu'un de ma classe à trouver lol)

Posté par n4rU (invité)re : Exo sur le Travail d une force DM PHYSIQUE 08-02-06 à 16:33

Personne ?



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