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Frottement sur un plan incliné

Posté par
Phalaenopsis
08-04-13 à 23:00

Bonjour j'ai un exercice à résoudre que je n'arrive pas complètement. Comme j'ai un devoir dans peu de temps j'aurais aimé bien approfondir

1. Un bloc de masse m glisse sur un plan incliné d'un angle par rapport à l'horizontal à vitesse constante. Déterminez le coefficient de frottement cinétique c.

Voilà ce que j'ai fait : F=f+N+mg=ma avec f=>force de frottement cinétique

Selon l'axe Ox : fx-sinmg=max
Selon l'axe Oy : Ny-cosmg=0 car le mouvement se fait suivant Ox

Ce qui donne : Ny=cosmg
               fx=m(sing+ax)

Formule générale : c*N=f

Ici on a : c=a+sing/cos
Et donc c=(a/cos)+tan

Mais je ne sais pas du tout si c'est ça qu'on doit trouver...

2. Le bloc est maintenant lancé avec une vitesse v0 vers le haut. Déterminez la position où le bloc s'arrête.

A v0=0 le bloc s'arrête je dirais.. Mais après je ne vois pas comment trouver la position, intégrer ? Mais ça n'avance pas plus...

3. A partir de la position précédente, le bloc va t'il redescendre vers le bas ou rester immobile ? Vous justifierez votre réponse selon la valeur du coefficient de frottement statique s

Il me faut trouver la question précédente pour y répondre...

Merci d'avance de votre aide.

Posté par
Iamat
re : Frottement sur un plan incliné 09-04-13 à 08:37

Salut,

1)

la vitesse est constante que vaut l'accélération?

Posté par
J-P
re : Frottement sur un plan incliné 09-04-13 à 10:05

1)

La composante du poids du bloc normale au plan incliné vaut : N = mg.cos(theta)
La composante du poids du bloc tangentielle au plan incliné vaut : T = mg.sin(theta)

Comme la vitesse est constante, la force de frottement f compense exactement T.

|f| = mg.sin(theta)
on a aussi : |f| = µc * N = µc * mg.cos(theta)

---> µc * mg.cos(theta) = mg.sin(theta)

µc = tan(theta)
-----

2)
En prenant l'altitude 0 au point de lancé comme référence pour les énergies potentielles de pesanteur nulle :

(1/2).m.Vo² + 0 - |f|*d = mg.h (avec d la distance parcourue totale et h l'altitude du point d'arrivée)

on a aussi : h = d.sin(theta)

(1/2).m.Vo² - mg.sin(theta) * d = mg.d.sin(theta)
(1/2).m.Vo² = 2.mg.sin(theta) * d
d = Vo²/(4g.sin(theta))
C'est la distance parcourue par le bloc avant de s'arrêter. (si le bloc a bien été lancé suivant la ligne de plus grande pente du plan incliné).
-----
3)

Si µs >= µc (ce qui est généralement le cas), le bloc restera immobile.
-----
Sauf distraction.  Vérifie.  

Posté par
Phalaenopsis
Frottement sur un plan incliné 09-04-13 à 11:30

Lamat : En effet je l'avais vu en plus c'est sorti de ma tête tiens ! Donc oui si la vitesse est constante alors l'accélération est nulle. Je tombe bien sur c=tan au final comme le trouve J-P

J-P, pour la question 2, peut on faire autrement qu'avec les Energies potentiel, car cela m'étonnerait que le professeur nous demande cette méthode, on commence tout juste à traiter ce sujet.... ?

Posté par
J-P
re : Frottement sur un plan incliné 09-04-13 à 13:27

2)

Composante du poids suivant la pente : -mg.sin(theta)
force de frottement = -mg.sin(theta) (voir point 1)

résultante des forces suivant la pente: F = -mg.sin(theta) -mg.sin(theta) = -2mg.sin(theta)

accélération :
F = ma
a = -2mg.sin(theta)/m = -2g.sin(theta)

Avec axe des x suivant la ligne de plus grande pente du plan incliné, l'abscisse du mobile (en x = 0 au moment du lancé) est :

x(t) = Vo.t + at²/2 (mouvement rectiligne uniformément varié)

v(t) = Vo + a.t (vitesse ...)

Le mobile s'arrète en t1, on a donc v(t1) = 0

Vo + a.t1 = 0
t1 = -vo/a
t1 = Vo/(2g.sin(theta))

x(t1) = Vo.t1 + at1²/2
x(t1) = Vo²/(2g.sin(theta)) - 2g.sin(theta)*Vo²/(8g².sin²(theta))
x(t1) = Vo²/(2g.sin(theta)) - Vo²/(4g.sin(theta))
x(t1) = Vo²/(4g.sin(theta))

C'est la distance parcourue par le bloc avant de s'arrêter. (si le bloc a bien été lancé suivant la ligne de plus grande pente du plan incliné).
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Phalaenopsis
Frottement sur un plan incliné 10-04-13 à 19:10

Oui j'ai bien tout suivi et refait, merci beaucoup. Pour la troisème question j'ai compris aussi mais c'est tout ce que j'ai besoin de dire non ?



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