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Le grand looping

Posté par
sylvain du CNED
21-01-08 à 13:45

Bonjour

J'ai une question qui me pose problème dans cette exercice:

On étudie le mouvement du centre d'inertie G d'un chariot de fête foraine. Le chariot dispose d'un double jeu de roulettes: un premier sur les rails et un second dessous pour empêcher la perte de contact quelle que soit la situation. On considèrera le chariot comme un corps ponctuel assimilé au centre d'inertie G.

Données:
Géométrie du parcours:

la partie AB ou rampe de lancement

la partie BC rectiligne horizontale

la partie CSC constitue le looping; rayon du cercle R = 3,8 m dans un plan vertical

la partie CD représente la sortie du looping

vitesse initiale en A nulle

masse du chariot : m = 200 kg.

les frottements sont négligés

Je résume rapidement les réponses aux autres questions de l'exercice:

Le poids exerce un travail: W_AB(\vec P) = mg.

On a:

V=\sqrt{2gh}

V_A=0m\cdot s^{-1}

V_B=15,3m\cdot s^{-1}

V_C=15,3m\cdot s^{-1}



Le looping

Etablir l'expression de la valeur de la vitesse au point S de la trajectoire de G en fonction de g, r et V_C.

Je pense partir du théorème de l'énergie cinétique, mais ça me donne ce résultat:

\sum W_{CS}(\vec F_{ext}) = \frac{1}{2}m V_S^2 - \frac{1}{2}m V_C^2

Mais comment trouver un résultat mettant en relation g, r et V_C ?

Merci d'avance pour votre aide

Sylvain

Le grand looping

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 21-01-08 à 13:52

Bonjour Sylvain,

Dans l'expression du travail du poids il manque un terme.

W_{AB}(\vec{P})\,=\,... \rm{?}

Posté par
sylvain du CNED
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:30

Ça donne ceci selon mon cours:

W_{AB}(\vec P)=\vec P \cdot \vec{AB} = F \cdot AB \cdot cos \alpha

Posté par
sylvain du CNED
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:34

Je me suis trompé dans la fin de l'expression: ce n'est pas F mais P.

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:36

Je suis tout à fait d'accord...

Mais tu as écrit W_{AB}\,=\,m.g

Or m.g c'est le poids ; donc il manque la différence d'altitude. W_{AB}\,=\,m.g.h

Je voulais d'autant plus te le faire remparquer que c'est cela qui te manque pour la question qui t'arrête

Tu as écrit la diminution de l'énergie cinétique... or cette diminution d'énergie cinétique est justement égale à l'augmentation de l'énergie potentielle quand le chariot passe de C à S
C'est-à-dire à m.g.(2R)

Posté par
sylvain du CNED
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:37

D'accord, merci beaucoup

Il faut donc que je mette m.g.2r

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:42

La variation d'énergie mécanique (somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur) est nulle si l'on néglige les frottements donc (l'énergie potentielle de pesanteur étant prise à zéro pour le niveau CD) :

3$ \frac{1}{2}.m.V_S^2\,-\,\frac{1}{2}.m.V_C^2\,+\,m.g.(2.r)\;=\;0

Posté par
sylvain du CNED
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:44

D'accord, je comprends...

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 21-01-08 à 14:49

Par rapport à la partie d'énoncé que tu as postée, c'est fini.

Et je dois quitter l' maintenant. Mais je passerai probablement ce soir. Et je lirai d'éventuelles autres questions et réponses !

Posté par
sylvain du CNED
re : Le grand looping 03-02-08 à 22:29

Au moment de copier ce devoir, je me pose encore une question: quelle est l'unité de cette vitesse ?

Je pense à des m\cdot s^{-1} mais je ne suis pas sûr...

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 04-02-08 à 08:06

A priori toutes les vitesses de l'énoncé sont exprimées en m.s-1

Si tu restes bien avec les unités du système international d'unités (le SI) tu trouves toujours une vitesse en m.s-1

Rappel de quelques unités du SI :
longueur : mètre, m
temps et durée : seconde, s
vitesse : m.s-1
accélération : m.s-2
masse : kilogramme, kg
force : newton, N
travail, énergie : joule, J
puissance : watt, W

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 04-02-08 à 08:07

Pour les unités, le site qu'il faut impérativement visiter :

Posté par
sylvain du CNED
re : Le grand looping 04-02-08 à 10:50

D'accord, merci beaucoup pour votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Le grand looping 04-02-08 à 11:35

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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