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Forces, travail, energie cinétique

Posté par deydey (invité) 24-03-07 à 16:57

Bonjour
J'ai un devoir maison pour lundi en physique et je bloque pourriez vous m'aidez? Voici le sujet:
Un wagonnet est en mouvement sur des montagnes russes.Avec ses occupants il possède une masse m = 420kg.

H1 est la hauteur entre A et B H1 = 8,00 m
H2 est la hauteur entre B etC H2 = 14,0 m

calculs de travail:
1) Déterminer le travail du poids du wagonnet et de ses occupants au cours du trajet AB puis BC et enfin AC
2)Préciser dans chacun des cas si le travail est résistant ou moteur
3)si l'on suppose que les frottements sont négligeables, comparer les valeurs de la vitesse aux différents points

Calculs énergétiques:
1)quelle vitesse doit avoir le wagonnet losqu'il passe en A pour atteindre le point B avec une vitesse de 1,00 m.s-1 ?
2)quelle est la vitesse du wagonnet losqu'il arrive en C ?
3)le wagonnet est arrêté sur une piste horizontale rectiligne à l'aide d'un patin qui touche les rails et exerce une force de frottement de 5kN.Quelle distance faut il pour que le wagon s'arrête?
4)un nouveau passager monte dans le wagon (m = 100 kg). Le wagon passe au point B avec la même vitesse que précédemment. Que peut on dire de sa vitesse au point C?
5)la longueur de la piste de freinage est de 13,0m.Est ce suffisant pour arrêter le wagonnet avec le passager supplémentaire?
6) calculer la masse maximale que doit avoir l'ensemble {wagonnet+passager} pour permettre l'arrêt dans la limite de la piste de freinage?

J'ai répondue à la première partie mais je ne suis pas sur de mes réponses alors si vous voulez y répondre je pourrais comparer mais c'est surtout la deuxième partie qui me manque!
Je vous remercie d'avance pour vos réponses!
        

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 24-03-07 à 19:40

Bonsoir,

Un grand principe du forum : avant de poster, faire une recherche pour vérifier que le sujet n'a pas déjà été traité !
Regarde : manége

Pour apprendre à te servir du moteur de recherche : [lien]
Pour faire ta recherche :
Clique sur les maisons, ce sont des liens !

Et si tu as d'autres questions on continuera ici.

Posté par deydey (invité)forces ,travail ,energie cinétique 25-03-07 à 18:21

Merci Coll je ne savais pas! J'ai lu les réponses c'est ce que j'avais trouvé pour la première partie mais je n'ai toujours pas les réponses pour la deuxième partie de l'énoncé et je n'y arrive pas! Pourrais tu m'aider toi ou quelqu'un d'autre!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:25

Je veux bien essayer. Quelle est la forme de la piste ?

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:30

c'est quoi que tu appel la piste?

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:40

La piste = les montagnes russes

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:41

si la piste c'est les rails du manège j'ai un shéma sur mon DM mais je ne sais pas comment faire pour le mettre dans un message sans le scanner!Mais si c'est ca je peux te la décrire vite fait! Et au faite tu es super simpa de bien vouloir essayer de m'aider tu me sauve la vie! Sa fait une semaine que j'y suis dessus et je n'y arrive toujours pas!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:43

On ne doit pas scanner des énoncés mais il est tout à fait autorisé de scanner et poster une image, une figure...

Pour apprendre à insérer une image, une figure, un schéma, un graphique (pas un énoncé !) clique sur la maison [lien]

Si tu me dis que le dessin est le même que celui de l'autre topic, inutile de poster.

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:43

excuse je n'avais pas vu que tu m'avais répondu! Alors de A vers B elle monte (B est le point le plus haut) puis de B vers C elle descend ( C est le point le plus bas)

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:45

Et où se trouve la piste horizontale de freinage ?

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:47

Merci! je n'avais pas compris qu'on pouvais scanner une image!
Ben oui c'est la même que dans l'autre topic!

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:50

ben je ne sais pas du tout dans l'énoncé il ne le dise pas et sur mon shéma il n'y a rien d'indiqué non plus mais je pense que c'est une piste à imaginer! On sait juste qu'elle est horizontale rectiligne!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 18:53

Bon on verra...
Où en es-tu ? A quelles questions as-tu répondu ? Où es-tu bloqué(e) ?

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 20:00

ben j'en suis a la question 1 dans la partie calculs énergétiques c'est ici que je bloque. Tout le reste j'y suis arrivée!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 20:46

Calculs énergétiques
1)
La variation d'énergie cinétique entre A et B est
Ec = (1/2)m(vB2 - vA2)

Cette perte correspond au travail résistant du poids entre A et B
m.g.h1

Tu peux en déduire vA pour avoir vB = 1 m.s-1

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 20:57

merci!
delta EC est ce que ça vaut W AB du poids?

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 21:07

Si delta Ec vaut -3.30x 10^-4 J alors je trouve VA = 1m.s-1
voila comment j'ai fait:
-3.30x10^-4 = 0,5x420x(1-VA[/sup]2)
-3,30x10^-4 - 210 = -210VA[sup]
2
-210 = -210 VA[sup][/sup]2
VA = 1

Je trouve mon résultat bizarre alors je pense m'être trompée!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 21:10

Oui puisque en l'absence de frottements l'énergie mécanique (comme de l'énergie potentielle et de l'énergie cinétique se conserve ; et l'énergie potentielle c'est le travail du poids... tout cela avec les signes corrects)
Puisque le travail du poids est résistant, écris Ec = -m.g.h1

Question 2 : même raisonnement

Question 3 : toute l'énergie doit être transformée en chaleur par les frottements. Le travail des forces de frottement = force * distance d'action de la force (d'où la longueur de la piste d'arrêt)

Question 4 : regarde bien les équations que tu as écrites ; la masse intervient-elle ?

Question 5 : en revanche là les choses changent ; car l'énergie cinétique à transformer en chaleur dépend de la masse.

Question 6 : même raisonnement que pour la question 5 mais on cherche la distance

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 21:14

Question 1 :
(1/2).m.(vA2 - vB2) = m . g . h1

vA2 = 2.h1.g + vB2

vA2 = 2 . 8 . 9,81 + 12 = 157 + 1 = 158

vA = 158 = 12,6 m.s-1

sauf erreur !

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 21:29

pour la question 1 j'ai refais le calcul et c'est bon je trouve pareil que toi! Je ne te remercierais jamais assez!
Je vais essayer de faire tout le reste avec tes explications et au cas où j'aurais un problème je te le dis mais tu m'as déjà beucoup aider et je pense y arriver maintenant!
Encore une fois merci t'es vraiment super simpa de m'aider alors que tu ne me connais pas!
Ce site est trop bien je reviendrais dès que j'aurais un problème!!!!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 21:32

Je vais quitter l' pour ce soir. Mais si tu postes tes résultats, je les lirai demain matin.
Bon travail !

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 25-03-07 à 21:34

Ok encore merci!!!!

Posté par deydey (invité)re : Forces, travail, energie cinétique 26-03-07 à 07:59

voici mes réponses:
question 2:VC = 16.60 m.s-1
question 3:distance = 4.2x1O-2 m  (je n'en suis pas du tout sur parceque c'est bizarre que je trouve une distance si petite)
question 4:VC ne change pas car si on regarde nos équation la masse se simplifie donc au final elle n'intervient pas!

Pour les 2 dernières questions j'ai eu quelque problème donc je ne les aies pas faites!!!

Encore un grand merci a Coll et a ce site!

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces, travail, energie cinétique 26-03-07 à 08:56

Oui pour la question 2
vC = 16,6 m.s-1

Question 3 :
le wagonnet pèse m = 420 kg
Il arrive au point C avec la vitesse vC = 16,6 m.s-1
Il a donc une énergie cinétique
(1/2).m.vC2

Il faut que le travail de la force de freinage transforme cette énergie cinétique
travail de la force de freinage : F.d
Donc
d = (1/2).m.vC2 / F = (1/2).420.16,62 / 5 000 = 11,57 m

Question 4 : tout à fait d'accord

Question 5 :
le wagonnet avec le nouveau passager pèse maintenant m = 520 kg
Il arrive avec la même vitesse en C (16,6 m.s-1)
La nouvelle distance nécessaire au freinage est
d = 11,57 * 520 / 420 = 14,33 m

Question 6 :
la masse maximale d'un wagonnet et de ses passagers est :
mmax = 13 * 420 / 11,57 = 471 kg
attention à la sécurité !

Et tu as tout à fait raison : l' est une île aux trésors où l'on aime à revenir !



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