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forces et pincipe de l'inertie
bonjour, j'ai un exercice sur les forces et j'aimerai qu'on m'aide si c'était possible ! merci d'avance
exercice:
afin d'évaluer le niveau de sécurité d'une voiture, on a recours à des test qui consistent par exemple, à projeter le véhicule, lancé à 56 km.h-1, contre un obstacle fixe. Des mannequins simulent la presence des passagers à l'interieur de la voiture. Tout comme la voiture, ils sont équipés de nombreux capteurs qui, via une chaîne d'acquisition, permettent de recueillir un ensemble de données physiques. Les principaux systèmes de sécurité qu'on rencontre dans l'habitacle d'une voiture sont les airbags et les ceintures de sécurité.
Les airbags sont des coussins gonflables placés sous des couvercles plastiques.Lors d'un choc, le coussin apparaît très rapidement en éjectant le couvercle.Il se gonfle en 50 millièmes de seconde, puis se dégonfle en 2 dixièmes de seconde. les ceintures de sécurité permettent de maintenir le passager sur son siège. Elles sont équipés d'un dispositif qui tend la ceinture dés les premierrs fractions de seconde du choc. on se place dans un référentiel terrestre lié à la route. Une voiture est animée d'un mouvement rectiligne uniforme, à la vitesse de 56 km.h-1 (on ne s'interesse pas au mouvement des roues).
questions:
1) quel est le mouvement d'un passagers de la voiture ?
2)faire l'inventaires des forces qui s'exercent sur le passager et préciser la valeur de la résultante de ces forces.
3)La voiture subit un choc frontal: sa vitesse est alors quasi instantanément ramenée à zéro. Au même instant, l'inventaire des forces s'exerçant sur le passagers a-t-il changé ?
4) En déduire le mouvement du passagers en l'absence de ceinture.
5)quelle est la durée de déclenchement de l'airbag?calculer la distance en métre qu'aurait parcourue la voiture pendant cette duréé. En déduire le déplacement correspondant du passager dans l'habitacle.
6) expliquer pourquoi l'airbag doit se dégonfler rapidement, une fois le passager en contact avec le coussin .
1)le mouvement d'un passager dans la voiture est uniforme et rectiligne ! mais je ne suis pas sure !
on se place dans un référentiel terrestre lié à la route
Donc ce que tu as écrit est bon !
Le passager est immobile dans le référentiel de la voiture. La voiture se déplace dans un référentiel terrestre lié à la route selon un mouvement rectiligne et uniforme donc le passager se déplace dans ce référentiel terrestre lui aussi selon un mouvement rectiligne et uniforme.
Pense à la première loi de Newton et réponds maintenant à la question 2 (et aussi peut-être à la question 3)
mais je fais comment avec la loi de newton pour trouver les forces qui s'exerce sur le passagers?
Il y a une force qui s'exerce sur le passager à laquelle tu penses tout de suite ? Laquelle ?
Ensuite la première loi de Newton te dit que, puisque dans un référentiel terrestre (et considéré comme galiléen) le mouvement du passager est rectiligne et uniforme (ce que tu as trouvé à la première question), la résultante de toutes les forces qui s'exercent sur ce passager est nulle. Donc ceci t'aide à ne pas oublier une deuxième force qui s'exerce sur le passager, égale et opposée à la première, laquelle ?
les forces qui s'exerce sur le passager il y a le poids et la reaction du support et la valeur de la résultante de ces forces est nulle ! c'est ça ?
il ya a tjs le poid et la réaction du support mais il y a une nouvelle force qui est la force exercée par l'obstacle sur le passager!
Au même instant, l'inventaire des forces s'exerçant sur le passagers a-t-il changé ?
Je crois que l'énoncé te pose la question pour savoir ce qui se passe avant que l'airbag se gonfle, avant que le passager ne soit retenu par quelque chose ou ne heurte quelque chose. Sinon tu ne pourras pas répondre à la question 4.
Donc... réponses aux questions 3 et 4 maintenant.
donc a la question 3 je dois répondre quoi ? que l'inventaires des forces n'a pas changé ou que il ya une nouvelle force qui s'exerce ?
Mon opinion :
A la question 3, tu réponds qu'à l'instant même du choc l'inventaire des forces ne change pas.
Quelle est la conséquence ? C'est la question 4
ok d'accord ! question 4 :
en l'absence de la ceinture le mouvement du passager sera uniforme et rectiligne jusqu'à se qu'il heurte l'obstacle ! mais je ne sais pas comment l'expliquer
Mais c'est parfait !
La voiture s'arrête mais juste après le choc le passager, lui, continue à 56 km.h-1 !
Tu peux dire que c'est une conséquence de la première loi de Newton (ou du principe d'inertie, c'est la même chose).
Question 5 : petit exercice : vitesse, durée, déplacement...
question5:
la durée du déclanchement de l'airbags et de 50 millième de seconde.
D= v * T j'arrive pas à faire le calcul avec les convertion
56 kilomètres par heure : combien de mètres par heure ? combien de mètres par seconde ?
50 millièmes de seconde : comment écris-tu cela en seconde ?
56 km/h = 56000 m.h
15.55 m.s
0.050 seconde
Parfait, tu vois que tu sais le faire !
Donc distance (en mètre) parcourue par le passager pendant 0,050 seconde ?
d=v*t 15.55*0.050=0.7775 m
donc la voiture aurait parcourrue 0.77 m en 50 millième de seconde
le passager de la voiture a parcourrue la même distance dans l'habitacle
La question 6 est un peu plus difficile. Imagine pour y répondre que l'airbag ne se dégonfle pas du tout. Que ressentirait le passager ?
je voit pas trop quoi répondre à cette question
Oui, c'est difficile en seconde.
Si l'airbag ne se dégonflait pas le passager passerait de la vitesse 15,5 m.s-1 à la vitesse zéro (l'arrêt) sur une très courte distance, également dans un temps très court, et l'accélération (la "décélération") qu'il subirait serait très dangereuse pour lui.
En permettant à l'airbag de se dégonfler en 0,2 seconde, le passager ralentit de 15 ,5 m.s-1 à 0 m.s-1 sur une plus grande distance, pendant une durée plus grande et donc il subit une accélération beaucoup moins importante et moins dangeureuse ("8g", comme disent les pilotes de voltige, ce n'est pas rien quand même).
ok d'accord ! merci beaucoup pour ton aide sur cet exercice c'est très gentil! merci au revoir
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