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Niveau seconde
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Forces Voitures roulant à vitesse constante

Posté par
bbara25
02-01-12 à 14:51

bonjour
s'il vous plaît Expliquez-moi cet exercice et j'essaierais de faire le schéma moi même

Faites, sur un schéma, l'inventaire de toutes les forces qui s'appliquent sur une voiture roulant à vitesse constante sur une route horizontale...


J'ai pas l'explication dans mes cours ou je ne comprends pas du tout... et je cherche partout dans le net....
j'ai vraiment besoin d'explication

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 03-01-12 à 17:57

Bonjour,

Tout objet au voisinage de la Terre est soumis à une force ; laquelle ?

Toujours pour ta réflexion : est-ce qu'une voiture dont le moteur s'arrête continue à rouler longtemps à vitesse constante sur une route, même horizontale ?

L'énoncé emploie deux mots très très importants pour les exercices de physique en seconde : "vitesse constante"

D'après ton cours tu vas en déduire que les forces auxquelles la voiture est soumise ont certaines propriétés.



On considérera cet exercice comme résolu quand 4 forces auront été nommées. A toi !

Posté par
bbara25
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 11:25

Bonjour
Tout objet au voisinage de la terre est soumis à une force terrestre.

Une voiture dont le moteur s'arrête roulera toujours  à vitesse constante même sur une route horizontale, tant qu'il existera une force motrice, car La force motrice est la force qu'exerce le moteur. Elle est communiquée au véhicule par l'intermédiaire du contact pneu et de la route. pour que la vitesse reste constante il faut que la force motrice augmente.

les différentes forces à laquelle la voiture est soumise sont:

le poids de la voiture:
direction verticale,
sens de haut en bas
point d'application son centre de gravité  
son intensité???

La Réaction du support (càd la route):
Direction verticale,
sens de bas en haut,
point d'application le support de la route,
même intensité que celui du poids de la voiture.


La force de tension à l'Avant:
direction horizontale
sens de la voiture vers la gauche
point d'application le point de contact avec la voiture
Intensité???

La force de tension à l'arrièredirection horizontale
sens de l'arrière de la voiture vers la droite
même intensité que celui de la force de tension à l'avant

J'ai pas ça de manière explicite dans mes cours. Mais en faisant des recherches sur le net je suis tombée sur un sujet que vous aviez commenté et cela m'a inspirée...mais il ya quelque chose qui m'échappe un peu.
si je comprends bien que le moteur soit allumé ou éteinte il y'a toujours cette force motrice....

Citation :
La force motrice est la force qu'exerce le moteur. Elle est communiquée au véhicule par l'intermédiaire du contact pneu-route.


Citation :
conclusion : pour conserver une vitesse constante la force motrice doit être nulle ; on n'a plus besoin du moteur !

c'est là où je ne comprends pas bien

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 12:00

Bonjour,

C'est bien ! Tu as cherché par toi-même.

Ce que je dirais :

1) le poids (toujours !)
appliqué au centre de gravité, de direction verticale, de sens vers le bas, d'intensité fonction de la masse du véhicule

2) la réaction du support (la réaction de la route)
appliquée aux quatre roues : la résultante quelque part entre les quatre roues ; de direction verticale, de sens vers le haut et d'intensité (comme tu l'as bien dit) égale à celle du poids

la somme vectorielle de ces deux premières forces est nulle.

"à vitesse constante" : la première loi de Newton nous dit que si un objet se déplace d'un mouvement rectiligne uniforme (c'est donc le cas de cette voiture qui se déplace sur une route horizontale à vitesse constante) alors la somme vectorielle de toutes les forces qui agissent sur cet objet est nulle.

Nous avons déjà ces deux premières forces de somme vectorielle nulle.

S'il n'y avait pas de frottement (les pneus, les roulements des axes des roues, le frottement avec l'air qui est de plus en plus important si l'on va vite ; si tu fais du vélo tu sais de quoi je parle) alors il n'y aurait pas besoin de moteur pour rouler à vitesse constante sur route horizontale. Mais tu es déjà monté(e) en voiture et tu sais bien que même à vitesse constante et même sur route horizontale le moteur est en marche et consomme du carburant. Ceci parce qu'il y a des frottements !

3) les frottements
appliqués au véhicule, de direction horizontale, de sens dirigés de manière à s'opposer au mouvement, donc dirigés vers l'arrière (quand on est en marche avant ! ) et d'intensité inconnue

4) la force motrice
appliquée au véhicule (transmise par les pneumatiques), de sens dirigé vers l'avant (dans le sens du mouvement) et d'intensité exactement égale aux forces de frottement

Donc, ces deux dernières forces de même direction, de sens opposés et de même intensité ont à nouveau une somme vectorielle nulle

En conséquence la somme vectorielle des quatre forces est nulle également.

D'après la première loi de Newton, la voiture soumise à quatre forces de somme vectorielle nulle peut avoir un mouvement rectiligne uniforme.

Posté par
J-P
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 12:01

Ce serait bien pratique de pouvoir couper le moteur et continuer à rouler indéfiniment ... mais ce n'est pas ce qui arrive en pratique et donc ...

Forces agissant sur la voiture :

- Poids de la voiture. (verticale vers le bas, intensité = mg (avec m la masse de la voiture chargée), point d'application : centre de gravité de la voiture.)
- Réaction du sol
- Force motrice (communiquée par le moteur aux roues ...)
- Force de frottement (horizontale, direction de déplacement de la voiture mais de sens opposé au mouvement, principalement due aux frottements aérodynamiques entre l'air et la voiture)

On peut discuter pour voir si on veut ou non combiner en une seule force la réaction au sol et la Force motrice.
En Seconde, je suppose qu'on laisse ces 2 forces dissociées et que on prend:
- Réaction du sol : verticale vers le haut intensité = mg (avec m la masse de la voiture chargée), point d'application : les 4 points de contact roues-sol.
- Force motrice (horizontale, direction de déplacement de la voiture et de même sens opposé que le mouvement, point d'application : les 4 points de contact roues-sol.)

La vitesse étant constante, la résultante de toutes les forces agissant sur la voiture est nulle et donc ...
Quelle est la relation liant la force motrice et les forces de frottement ?

Posté par
J-P
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 12:01

Salut Coll.

Posté par
Coll Moderateur
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 12:03

Bonjour et meilleurs vœux pour cette nouvelle année J-P

Posté par
bbara25
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 12:21

Merci pour vos éclaicissements
A cette dernière question de J-P, je n'ose pas répondre n'importe quoi...

Posté par
bbara25
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 12:29

C'est leur point d'application à savoir la voiture c'est ça?

Posté par
J-P
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 13:07

Non, essaie de trouver une relation entre ces 2 forces de telle manière que l'une compense exactement l'autre ...


Posté par
bbara25
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 13:33

les deux forces ont même direction même intensité mais de sens contraire

si j'appelle  \vec{F} la force motrice et \vec{F1}
les forces de frottement le relation qui les lie est noté par:
\vec{F}+\vec{F1}=0 \vec{F}=\vec{-F1}

Posté par
bbara25
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 13:41

Citation :
la relation qui les lie est noté par:

Posté par
J-P
re : Forces Voitures roulant à vitesse constante 04-01-12 à 16:51

Cà c'est juste.



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