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forces d'un solide

Posté par
caroline83
04-12-10 à 14:04

Bonjour, j'ai un exercice a faire, je l'ai commencé mais je n'arrive pas a le finir...
Pouvez vous me corriger ce que j'ai fait et m'aider pour le reste s'il vous plait ?
Voici l'enoncé :

On pose un livre sur une planche horizontale.

1. Quelles sont les forces exercées sur le livre si on néglige la poussée d'Archimède dans l'air ? Représenter cette première situation.

2.On incline la planche d'un angle x par rapport à l'horizontale. Le livre reste immobile sur la planche.
a. Quells sont les forces qui s'exercent sur le livre ? Quelle force empèche le livre de glisser ?

b. La masse du livre vaut m = 100g. La planche étant inclinée de x =15°, représenter les forces en choisissant une échelle adaptée.

3. On augmente encore l'inclinaison de la planche : le livre commence à glisser pour une inclinaison x = 32°.
a. Quelles sont les forces agissant sur le livre ? Que peut-on en dire ?

b. Caractériser la direction et le sens du vecteur vitesse du centre d'inertie.

Ce que j'ai trouvé
1) le poids

2)a) Il y a le poids et les frottements de la table sur le livre qui l'empèche de glisser.
b) P+Rn+f = 0
Donc P = mg donc 100*90,8 c'est a dire 980 N


est ce bon ce que j'ai fais svp ? et pouvez vous m'aidez pour la 3A et B
Merci d'avance Caroline en 1ereS1

Posté par
Marc35
re : forces d'un solide 04-12-10 à 14:19

Bonjour,
Pour la 1, si le livre est immobile, c'est que la somme des forces est nulle. Or, s'il n'y a que le poids... il faudrait que le poids soit nul. Donc il y a une autre force...
Pour la 2a, il y a les mêmes forces que dans 1 mais avec la force de frottement en plus. C'est la force de frottement qui empêche le livre de glisser.
2b : \vec{P}\,+\,\vec{R_n}\,+\,\vec{f}\,=\,\vec{0}, tu as raison.
Mais, dans P = mg, je te rappelle que m est en kg !
3a : Toujours les mêmes P, Rn, f mais  \vec{P}\,+\,\vec{R_n}\,+\,\vec{f}\,\neq\,\vec{0}
3b : parallèle à la planche et vers le bas.

Posté par
efpe
re : forces d'un solide 04-12-10 à 14:20

pour la 2 et la 1 attention tu oublies une force que tu as pourtant mise dans ton équation à la 2)b)

pour la 3)a), est-ce qu'on a rajouté une force ?

Posté par
-White-spirit-
re : forces d'un solide 04-12-10 à 14:25

1)Concernant les forces, il y a le poids du livre sur la table mais aussi de la force exercé par la table sur le livre qui est compensatrice de celle exercé par celle par le livre( de même intensité) en effet sinon le livre passerais a travers

2)Les forces sont les mêmes mais a celles-ci s'ajoutent les frottements en effet.
b)votre calcul est juste malgré que se soit 100x9.8 et non 100x90.8 mais bon il sagit probablement d'une simple faute de frape mais parcontre les frottements sont-ils n'égligés dans votre problème car si c'est le cas il faut prendre en compte la pente etc

3)a les forces agissant sont toujours les mêmes seul problème les frottement sont a présent insuffisant pour compenser la pente le livre n'est donc plus en équilibre la force d'attraction est donc supérieure a celle exercé par la table+frottement

3)b lorsque le livre est a plat sans inclinaison la force est perpendiculaire au plant sur lequel il est posé et donc si la table est bien droite sa direction est un trait droit et son sens vers le bas il peux donc être représenté par une flèche droite pointant vers le bas  ( donc a 90 ° par rapport a l'horizontal de la table )le centre de gravité étant le centre du livre  , maintenant incliné de 32° le centre de gravité est toujours le même l'inclinaison elle n'est plus de 90° mais donc de 90 ° - 32° c'est a dire 58° a droite ou a gauche de la verticale en fonction du côté a laquel est appliqué la pente


Voilà si ce n'est pas claire préviens moi j'essayerais de t'expliquer d'avantage

Posté par
Heroes31
re : forces d'un solide 04-12-10 à 14:27

Bonjour !

1) Forces s'exerçant sur le livre
Vous avez oublié qu'il y a la planche qui exerce une poussée Rn s'opposant au poids P, empêchant ainsi le livre de "s"enfoncer" dans la table !

2) A propos des forces
a) Oui, tout bon !

b) Exact, P + Rn + f = 0 (le tout vectoriel)
P = mg = 0,1 x 9,81 car l'unité de masse à employer pour le poids est en kg !

Je vous laisse le soin de faire votre schéma correctement à l'échelle !
(Ceci dit, voici la méthode qu'il vous faudra adapter pour faire votre schéma : force sur un solide)


3) Inclinaison
a) Qu'avez-vous changer à part l'angle d'inclinaison ? Rien d'autres... Donc il y a toujours le poids P, la réaction Rn et les frottements f.

Que peut-on dire ? Simplement que les frottements ne permettent plus d'assurer l'équilibre càd de compenser la composante "utile" du poids Px, le laissant ainsi glisser vers le bas. (la réaction Rn compensant toujours Py)


b) Le mouvement s'effectuant selon la pente de la planche, le vecteur-vitesse a pour direction PX, à savoir selon l'axe de la pente.
Le mouvement étant "de chute", le sens est "vers le bas" (évident !)



Retenez que la résultante (somme vectorielle) des forces et la variation du vecteur vitesse ont même direction et même sens. (Approche de la 2nde loi de Newton)

Posté par
caroline83
re : forces d'un solide 04-12-10 à 19:33

Désolée de ne pas avoir repondu plus tot... mais je n'etais pas là bref je revois tout ça demain et je vous tiens au courant
merci a tous pour votre aide !! c'est super sympas quand on a des difficultés !
Caroline

Posté par
caroline83
re : forces d'un solide 04-12-10 à 20:06

hereos j'ai pas très bien compris comment faire pour representer les forces avec une echelle adaptée pour la question 2b
jai pris pour echelle 1cm pour 0.100N donc 9.81cm pour 0.981N est ce bon svp ?
merci d'avance

Posté par
Heroes31
re : forces d'un solide 04-12-10 à 20:35

Oui, votre échelle est adaptée à mon sens.

J'aurai effectivement pris comme vous 1 cm pour 0,1 N donc pour le poids, on a bien une longueur de 9,8 cm (arrondie au mm près )


Maintenant, si vous voulez un détaillage de la méthode de traçage pour votre exercice, je puis vous le faire demain !

Mais en résumé,
1) Tracer votre repère "incliné" et à l'échelle, en respectant l'angle d'inclinaison de la planche

2) Tracer P et ses projections Px et Py

3) Tracer l'opposé de Px, c'est f qui est dirigé selon l'axe x parce que ça compense le "glissement"

4) Tracer l'opposé de Py, c'est Rn parce que ça compense l' "enfoncement" dans la planche.


Les forces se compensent 2 à 2 !

Bonne soirée !

Posté par
caroline83
re : forces d'un solide 04-12-10 à 20:54

oui je veux bien un "un détaillage de la méthode de traçage pour votre exercice, je puis vous le faire demain " si ça ne vous derange pas sinon je vais du mieux que je peux tout depend si vous avez le temps je vais deja réessayer de le faire comme vous me l'avez indiqué
merci beaucoup a demain peut etre bonne soirée

Posté par
caroline83
re : forces d'un solide 04-12-10 à 20:55

pourq<uoi faut il faire un repère incliné ?

Posté par
Heroes31
re : forces d'un solide 04-12-10 à 21:00

Pourquoi "incliné" ?

Tout simplement parce que la planche est inclinée...

Donc pour plus de facilité, on oriente l'axe Gx selon la ligne de pente de la planche, l'axe Gy restant perpendiculaire à l'axe Gx
(G étant le centre d'inertie du livre)


Imaginez que vous mettiez vos axes horizontalement et verticalement. On pourrait !
Mais bonjour tous les angles à faire intervenir dans les calculs uniquement parce que la planche est penchée !
Ce n'est pas judicieux !


Pas de soucis, je note que je vous fais le détail demain...

Posté par
caroline83
re : forces d'un solide 04-12-10 à 22:05

merci beaucoup car jai du mal à le representer --'
c'est plus personnel car ce travail n'est pas ramassé =)
merci encore !!! a demain !

Posté par
-White-spirit-
re : forces d'un solide 05-12-10 à 08:53

c'est simple enfaite quand la table est a plat, par définition la force du livre sur la table est perpendiculaire a la table et vers le bas.

donc il se représente comme ceci:
                                









Mais ensuite lorsqu'il est incliné:  vers le bas incliné vers la droite ou la gauche en fonction du côté ou penche la table

forces d\'un solide

forces d\'un solide

Posté par
Heroes31
re : forces d'un solide 05-12-10 à 10:33

Non non white-spirit !

Vous commettez l'erreur "classique" de dire que la force exercée par le livre sur la table change de direction !
La force exercée par le livre sur la table s'appelle le poids du livre (attraction de la Terre) et sa direction est toujours verticale ! (en réalité, dirigée selon le rayon de la Terre)

En revanche, la résultante vectorielles des forces extérieures s'exerçant sur le livre (s'il est en mouvement) est bien dirigée dans le sens de la pente !  (Comme vous êtes en Tle, je vous rappelle que c'est le vecteur-accélération ! )


Ou alors, vous n'avez pas été clair dans votre message !

Posté par
Heroes31
re : forces d'un solide 05-12-10 à 11:12

Voici le détail du tracé :

Préambule :
Pour commencer, on assimile le livre à son centre d'inertie G, ainsi on "ramène" toutes les forces en ce point.


1ère étape :
On trace la planche, le point G, le repère Gx et Gy
Ensuite, on trace le poids P (vertical, vers le bas) et ses projections Px, Py.
** image supprimée **



2ème étape :
Comme f compense Px, on dessine le vecteur opposé/symétrique à Px.
Comme Rn compense Py, on dessine le vecteur opposé à Py.
** image supprimée **





Maintenant, si vous n'avez pas choisi de représenter toutes les forces au point G, vous avez donc ce schéma ci-dessous avec Rn et f situées au point de contact C avec la table.
** image supprimée **
(Schéma tout aussi valable)




* Tom_Pascal >Les images EXTERNES ne sont plus disponibles.... Pour éviter cela, merci d'utiliser l'option d'attachement des images du forum !!! *

Posté par
caroline83
re : forces d'un solide 05-12-10 à 19:47

merci beaucoup =) c'est très gentil et surtout plus clair !! =D
            



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