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forces appliquées

Posté par
laure_
17-11-07 à 21:54

bonsoir, j'ai un exercice à résoudre: un bloc de 2kg repose sur une surface horizontale. Les coefficients de frottement statique et cinétique sont de 0,8 et 0,5 entre la surface et le bloc.
1)Quelle doit être  la force minimale appliquée à 30° pour mettre en mouvement le bloc?
2)Une fois le bloc en mouvemnt, quelle force doit être appliquée pour permettre au bloc de se déplacer à vitesse constante (la force est tojours orientée à 30°)?

somme des forces=0
P+F=0
PROJECTION: m*g+Fcos30=0 mais je suis pas sure de la projection jorai aimé que l'on me montre la projection sinon jevé faire des fautes pour le reste de l'exercice. Merci d'avance de l'aide apportée. kiss

Posté par
Coll Moderateur
re : forces appliquées 18-11-07 à 08:03

Bonjour,

La force de frottement statique s'oppose à la mise en mouvement. Quelle est sa direction et son sens ?
Quelle est (littéralement) l'expression de son intensité ? Que vaut sa projection sur un axe horizontal orienté dans le sens du mouvement désiré ?

Si la force de traction nécessaire pour mettre le bloc en mouvement est orientée à 30° de l'horizontale et a l'intensité F, sa projection sur un axe horizontal orienté dans le sens du mouvement désiré est bien F.cos(30°)

Posté par DukeDino (invité)re : forces appliquées 22-11-07 à 18:30

La somme des forces extérieurs n'est elle pas égale à ma ?
on aurait : \vec{P}+\vec{R}+\vec{F}=m\vec{a}

avec \vec{R} réaction du support tel que \vec{R}=\vec{N}+\vec{f}
N réaction normale f forces de frottements.

Posté par
Coll Moderateur
re : forces appliquées 23-11-07 à 13:44

Bonjour DukeDino,

Tu n'écris pas les bonnes relations pour la résolution de ce problème.
Il faut projeter sur deux axes orthogonaux (un horizontal et un vertical) les forces en présence.

Le bloc restera immobile aussi longtemps que la composante horizontale de la force appliquée \vec{F} pour le mettre en mouvement sera inférieure à la force de frottement statique.

Que vaut la force de frottement statique pour ||\vec{F}||\,=\,0 ?

Comment évolue cette force de frottement statique au fur et à mesure que ||\vec{F}|| augmente ?

Posté par DukeDino (invité)re : forces appliquées 23-11-07 à 14:28

Bonjour Coll,
Je pense que la force de frottement statique est nulle dans ce cas ... Et reste constate lorsque F augmente puisque :
fs = 0,8 * N
avec N = mg

Posté par
Coll Moderateur
re : forces appliquées 23-11-07 à 14:39



J'avais conseillé de projeter toutes les forces sur deux axes perpendiculaires...

La réaction normale du support n'est pas égale à l'opposé du poids ; en effet, la force appliquée pour mettre en mouvement le bloc n'est pas horizontale mais inclinée à 30° sur l'horizontale ; elle a donc une composante verticale qui se retranche du poids...

A la limite si la force appliquée était verticale elle pourrait soulever le bloc (à partir d'une intensité de 20 N) et aucune force de frottement ne se manifesterait...

Posté par LuDsS (invité)re forces appliquées 26-11-07 à 02:10

salut, jpense avoir trouvé une solution a ce ti exo
d'ailleur Coll tu as raison N n'est pas égale a P

on  a le bilan d forces : P, N, f  F
le frottement statique empeche que le bloc se mette en mouv , vecteur fs=0.8N
bon il faut déja faire le schéma lol
ensuite  sur l'axe:
(ox) on a: Fcos30-0.8N=ma
(oy) on a : -P+N+Fsin(30)=0
on exprime N de léquation (oy) et on la place dans l'équation de (ox) , pi on obtient une nouvelle équation
ce qu'il faut comprendre c'est que le mobile est en mouv d'ou a > 0 et ma > 0
a partir de la ça coule de source
Et pour la 2) vitesse constante <=> a=0 ,presence de f cinétik car le bloc en mouv
bon courage
(lol g pas été tro long? )

Posté par
Coll Moderateur
re : forces appliquées 26-11-07 à 08:18

Les forces appliquées sont :
. le poids \vec{P}\,=\,m.\vec{g} avec m = 2 kg. Force verticale, dirigée vers le bas
. la force pour mettre en mouvement le bloc \vec{F} Cette force est dirigée à 30° de l'horizontale

Projetons sur deux axes perpendiculaires, l'un vertical et l'autre horizontal
Sur l'axe horizontal :
. le poids a une projection nulle
. la force de traction a une composante d'intensité F.cos(30°)

Sur l'axe vertical :
. le poids se projette en vraie grandeur, vers le bas
. la force de traction a une composante d'intensité F.sin(30°) vers le haut

Aussi longtemps que le bloc est immobile on peut écrire (première loi de Newton) que la résultante (somme vectorielle) de toutes les forces est nulle.
Verticalement, la réaction normale du support est donc P - F.sin(30°)
Horizontalement, la force de frottement statique vaut donc 0,8[P - F.sin(30°)]

Pour que le bloc se mette en mouvement (horizontalement) il faudra que la résultante des forces (horizontales) ne soit plus nulle, il faudra donc que :
F.cos(30°) 0,8[P - F.sin(30°)]
c'est-à-dire
F (0,8 * P) / [cos(30°) + 0,8 * sin(30°)]

Application numérique :
m = 2 kg
g 10 N.kg-1

F 12,6 N

Posté par DukeDino (invité)re : forces appliquées 27-11-07 à 00:51

Merci à vous pour ces explications claires, j'ai pu poursuivre l'exercice

Posté par
Coll Moderateur
re : forces appliquées 27-11-07 à 09:06

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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