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Expression d'une force à partir de données définies

Posté par
Briggs
06-01-11 à 13:11

Bonjour à tous ! Tout d'abord je tiens à remercier tout ceux qui prennent la peine de répondre et de donner de leur temps pour apporter de l'aide. Ce n'est pas la première fois que je poste et je suis à chaque fois satisfait de l'aide qu'on m'apporte. Je vous remercie donc tous pour la volonté et le courage dont vous faites preuve alors que vous n'êtes pas obligés d'aider. Ceci fait, je poste ce message pour de l'aide en physique. J'ai acquis les leçons des travaux des forces, travail et énergie cinétique, travail et énergie potentielle mais pas l'énergie mécanique qui est hors-programme.

Je bloque sur une question de cet exercice :

Un skieur de masse m = 80 kg (équipement compris) est tiré par un bateau à l'aide d'une corde parallèle à la surface de l'eau. Il démarre sans vitesse initiale du point A.
Le skieur lâche la corde en B et passe sur le tremplin BC. Il arrive en C avec une vitesse Vc = 72 km.h-1, effectue un saut et retombe sur ses skis sur l'eau en D.

On étudiera le mouvement du centre d'inertie G du skieur.

On suppose que sur le trajet AB, la force de traction [F] (c'est mis entre crochet pour symboliser que c'est la force et non la valeur de la force) de la corde est constante et l'ensemble des forces de frottement est équivalent à une force unique [f] opposée au déplacement et d'intensité f = 100 N et que de B à D tous les frottements sont négligeables.

Données : g= 10 N.kg-1 ; L = AB = 200 m ; h = 2 m (hauteur au point final C du tremplin). et alpha, entre du tremplin avec l'horizontale.

On m'a demandé le théoréme de l'énergfie cinétique en phrase que j'ai donné ;
les expressions littérales exprimant les travaux de chaque force au cours du trajet AB et du trajet BC que je donne :
AB : _Wab([P]) = 0 car [P] perpendiculaire à AB (cos(90 = 0)
_Wab([F]) = [F].[AB] = F*L*cos(0) = F*L (F valeur de la force [F])
_Wab([Rn]) = 0 car [Rn] perpendiculaire à [AB]
_Wab([f]) = [F].[AB] = f*L*cos(180) = -f*L
BC : _Wab([Rn]) = 0 car [Rn] perpendiculaire à [AB]
_Wab([P]) = [P].[BC] = P*BC*cos(alpha)

Et je bloque là où on me demande : "En utilisant la relation énoncée à la première question (théorème de l'énergie cinétique), et en considérant l'ensemble du trajet AC, exprimer l'intensité F de la force [F] en fonction de f, m, g, L, h et Vc pour que le skieur arrive en C avec la vitesse Vc puis calculer numériquement la valeur de F (ça je serais faire quand j'aurai trouvé la relation).

L'énoncé est un peu long mais pouvez-vous m'aider pour la question, car je n'ai aucune piste à part le fait qu'il faut part une expression littéraire géante en y mettant toutes les données et le théorème de l'énergie cinétique.

Posté par
Marc35
re : Expression d'une force à partir de données définies 06-01-11 à 16:22

Bonjour,
Si on applique le théorème de l'énergie cinétique entre A et B :
3$\frac{1}{2}mv_B^2\,=\,F\,L\,-\,f\,L    ( puisque  v_A\,=\,0 )
Pour calculer vB, il faut appliquer à nouveau le théorème de l'énergie cinétique entre B et C :
3$\frac{1}{2}mv_C^2\,-\,\frac{1}{2}mv_B^2\,=\,-mgh

Posté par
Briggs
re : Expression d'une force à partir de données définies 07-01-11 à 20:19

Merci à toi ! Pourtant j'aurais du pouvoir trouver...



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