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Forces : les lois de Newton (skieur nautique)

Posté par
Jesse-Sparrow
29-11-09 à 15:51

Bonjour à tous !
Je suis en première S, et j'ai actuellement un petit souci avec un exercice de physique.
J'ai un gros problème avec la méthode graphiqueet le repère.
Voici l'énoncé :

Un skieur nautique décide d'effectuer la traversée d'est en ouest du Bassin d'Arcachon (longueur L = 10,0 km). Pour ce faire, il est tracté par un hors-bord se déplaçant à la vitesse constante v. Le skieur équipé pèse 85 kg et la force de traction T exercée par la corde faisant un angle =10° avec l'horizontale a pour valeur T=250 N.

    1) Reproduisez le schéma et représenter les forces exterieures exercées dur le skieur.
    
    2) Après avoir réaliser un bilan des forces, déterminer les valeurs des forces qui s'exercent sur le système {skieur + ski} par une méthode graphique. On précisera l'échelle utilisée.

    3)Déterminer les valaurs des forces par projection dans un repère que l'on précisera et comparer les résulatats.

Je vous met mes réponses dans un autre post.
Merci d'avance pour l'aide fournie !

Posté par
Jesse-Sparrow
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 16:02

1) J'ai fait un bilan des forces :
    - P : poids du skieur
    - T : force de traction exercée par la corde sur le skieur
    - F : force exercée par les ski sur le skieur

Comme l'échelle n'est pas précisée, j'ai réalisé le shéma et les vecteurs forces sans-souci d'échelle.

2) J'ai réalisé le deuxième bilan des forces sur le système {skieur + ski} :
    - P : poids du système
    - T : force de traction exercée par la corde sur le système
    - R : réaction de l'eau (que je n'ai pas appelée ici Poussée d'Archimède car le système n'est pas immergé dans l'eau)

Après avoir fait cela, je n'arrive pas à faire la méthode graphique. Je suppose qu'il faut retrouver un triangle rectangle composé des trois forces et de l'angle ?

Et c'est ici que je bloque et que j'aurai besoin de votre aide précieuse.
Je n'arrive vraiment pas à utiliser l'angle ...

Posté par
Marc35
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 17:05

Bonjour,
Pour 1, "F : force exercée par les ski sur le skieur" ==> réaction du support c'est-à-dire l'eau.
La réaction de l'eau est-elle perpendiculaire à l'eau c'est-à-dire opposée au poids ?

Posté par
Jesse-Sparrow
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 19:48

Je ne pense pas car on ne dit pas que les frottements de l'eau sont négligeables.
Donc R n'est pas opposée au poids, est-ce bien ça ?

Posté par
Marc35
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 20:05

"se déplaçant à la vitesse constante v" ==> Le mouvement se fait à vitesse constante donc la somme des forces est nulle.
Peut-on avoir la somme des forces P, T, R (en vecteurs) nulle si R est opposée au poids ?

Posté par
Jesse-Sparrow
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 20:22

Si R est opposée au poids, alors la somme des forces P,T,R n'est pas nule.
Rn est opposée au poids et Rt est de sens contraire à la trajectoire du skieur.

Posté par
Jesse-Sparrow
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 20:26

J'ai réussi la question 1 et j'ai placé les vecteurs sans souci d'échelle.
Mais je bloque pour la suite...

Posté par
Marc35
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 21:04

C'est ça... Autrement dit, il y a des frottements.
T se projette sur l'horizontale en T cos(10°) et sur la verticale en T sin(10°).
Et on a
Rn - P + T sin(10°) = 0
et
T cos(10°)) - Rt = 0

Posté par
Marc35
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 21:05

C'est ça... Autrement dit, il y a des frottements.
T se projette sur l'horizontale en T cos(10°) et sur la verticale en T sin(10°).
Et on a
Rn - P + T sin(10°) = 0
et
T cos(10°)) - Rt = 0

Posté par
Jesse-Sparrow
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 21:36

D'accord, merci !
Pour calculer P, je fais m.g mais ici je n'ai pas la valeur de g.
Donc pour l'application numérique, on a :
    Rn = P-250.sin(10°)  sachant que P=85g
et  Rt = 250.cos(10°)

Posté par
Marc35
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 21:52

Tu prends g = 9,81 m.s-2

Posté par
Jesse-Sparrow
re : Forces : les lois de Newton (skieur nautique) 29-11-09 à 22:03

Merci, j'ai tout compris !

Je reprendrai tout ça demain et je verrai si j'ai encore des soucis.
Merci pour votre aide !



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