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Lois de Newton

Posté par
elodan
19-12-07 à 17:49

Bonjour à tous,
Et bien voila, je fais un exercice de physique, et je suis bloqué dans une certaine question.
Avant d'exposé mon problème, j'en profite pour demander si mes autres réponse sont correctes. Voici l'énoncé/

Un skieur et son équipement ont une masse M=90kg.Le skieur est tiré par la perche d'un téléski sur une piste plane et verglacée. Cette piste fait, avec le plan horizontal, un angle de mesure =20,0°.La perche fait avec le plan de la piste un angle de mesure =35,0°.La force que la perche exerce sur le skieur possède la même direction que la perche.
Le skieur est en mouvement de translation rectiligne uniforme par rapport au sol. On néglige tous les frottements. le mouvement du skieur est étudié dans le référentiel terrestre supposé galiléen.

1) Dresser l'inventaire des forces qui s'exercent sur le système {skieur+équipement}.

J'ai mis le poids et la force de la perche qui s'exerce sur le skieur

2)Quelle est la relation vérifiée par toutes les forces.Justifier.
J'ai mis: skieur a un mouvement rectiligne uniforme donc la somme des forces est nulle, donc c'est la première loi de Newton qui est vérifiée.

3)En projetant la relation de la question précédente sur un axe parallèle à la piste, déterminer la valeur de la force exercée par la perche sur le skieur.
C'est la que j'y arrive pas.

4) En projetant la relation du 2) sur un axe perpendiculaire à la piste, déterminer la valeur de la force exercée par le sol sur les skis.
Et là non plus je ne sais pas comment faire.

Je vous remercie d'avance pour votre aide.
Bonsoir a tous,

Elodan

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:20

S'il vous plait de l'aide.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:30

Bonsoir,

As-tu lu l'énoncé en entier ? Oui, puisque tu l'as recopié... Relis la quatrième question... N'as-tu pas oublié une force dans l'inventaire de la première question ?

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:35

je ne pense pas non vu que dans l'énoncé il est écris qu'on néglige les forces de frottements

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:37

Quand tu es debout sur un sol très verglacé, ou sur une patinoire... sans frottement... tu ne t'enfonces pas jusqu'au centre de la Terre... Pourquoi ?

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:39

a je vois... la force exercée par le sol

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:44

Oui, la réaction normale au sol (perpendiculaire au sol et donc qui n'est pas verticale puisque le sol n'est pas horizontal)

Cela est important et t'explique peut-être pourquoi tu es bloqué(e) pour la quatrième question.

Oui pour la deuxième question, c'est cela.


Pour la troisième question :
Le poids est une force verticale, dirigée vers le bas. Quelle est sa composante sur un axe parallèle au sol ?
La tension de la perche n'est pas parallèle au sol. Quelle est sa composante sur un axe parallèle au sol ?

Puisque la somme des forces est nulle, la projection de cette somme vectorielle sur un axe quelconque doit donner une somme de composantes nulles également.

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 18:46

... doit donner une somme de composantes nulle également. (c'est la somme - des composantes - qui est nulle).

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:16

désolé j'ai du m'absenter un moment...

Oui donc... je ne comprend pas se que tu veux dire par "composante", mon prof n'a pas employé se mot donc...

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:29

Ah ?

Si tu projettes un vecteur orthogonalement sur deux axes perpendiculaires, tu obtiens deux composantes de ce vecteur. La somme (vectorielle) de ces deux composantes est égale au vecteur qui a été décomposé.

Quel est ton vocabulaire ?

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:34

on parle plutot de vecteur somme des forces...

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:37

Non. Une force est un concept physique qui est représentée par l'objet mathématique dénommé vecteur.
Mais un vecteur peut être décomposé ; et une force également... en composantes ou en ... ?

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:39

je pense que la valeur de la force exercée par la perche est de 900 N( 9,0.10^2N) car:
\vec{P}=m*g
\vec{P}=90*10 ( selon les données du premier exo de mon DM, désolé si je ne l'ai pa écris plus tôt...)
\vec{P}=900N
\vec{P}=9,0.10^2N

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:41

a vraiment je vois pas se que tu veux dire par composante....sa m'exaspère de ne pas comprendre mais si je veux réussir ce Dm je doit être honnete avec toi au risque de t'éxaspérer égalemnt...

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:41

Au moins tu es cohérent avec ta première erreur, celle qui t'avait fait oublier la réaction du sol.

En écrivant que la force exercée par la perche est égale au poids du skieur, tu écris que le skieur est totalement suspendu à la perche... il n'y a plus de sol (il n'y a donc plus de réaction du sol) !

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:42

o zut... petit bug avec le latex...

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:43

a donc ce n'est pas ça je me trompe ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:45

Citation :
En projetant la relation de la question précédente sur un axe parallèle à la piste


Donc, tu connais peut-être le mot "projections" (j'ai employé le verbe "projeter" dans mon message de 19 h 29)

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:45

je suis de nouveau désolé mais je vais devoir m'absenter encore un moment sinon mes parents vont piquer une crise...

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 19:47

je revien dans 1 demi- heure environ... désolé encore une fois

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:08

désolé encore une fois Coll pour t'avoir fait attendre alors que tu prend la peine de m'aider...

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:11

donc si j'ai bien compris la question.... \vec{F}=\vec{P}+\vec{T}+\vec{Fsol}

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:12

je connais que \vec{P}, comment je suis censé trouver la valeur des autres forces ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:17

C'est exactement à cela que servent les composantes (les projections) du système sur des axes bien choisis.

La troisième question te demande les composantes sur un axe parallèle à la piste. En effet sur cet axe la réaction du sol qui est perpendiculaire au sol a une composante nulle.
Donc il ne reste que deux composantes : une qui est relative au poids et que tu connais, une autre qui est relative à la tension de la perche... ce qui te permet de calculer la tension de la perche !

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:19

En fait se que j'ai écrit tout à l'heure à 19h39 était assez juste, sauf que j'ai oublier de parler de la force exercée par la sol...
c'est bien sa ??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:22

Je t'ai dit comment procéder (et il n'y a pas d'autre manière) à 18 h 44

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:25

oula... ne me dit pas qu'il faut utilser cos 35°....

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:26

désoler mais la je suis largué...

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:27

Bien sûr qu'il faut utiliser cos(35°) pour la composante de la force exercée par la perche.
Et pour le poids ?

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:28

sinus??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:28

Oui.

Et donc quelle est la valeur de la force exercée par la perche ?

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:31

c'est une bonne question.... la seule formule qui utilise des cos ou des sin c'est celle du travail d'une force...

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:31

enfin que je possède

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:31

et il me manque des éléments pour cette formule...

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:34

As-tu fait un dessin ? Vois-tu qu'il y a des triangles rectangles et un tout tout petit peu de trigonométrie... La physique n'est pas d'abord une question de "formules" !

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:40

J'ais fait un déssin oui , et je trouve que seul les forces du sol et de la perche forme un triangle rectangle... le poids n'apparait même pas dans le triangle....

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:43

Eh bien... cherche les deux composantes du poids selon des axes parallèles et perpendiculaires à la piste et ainsi tu auras deux triangles rectangles de plus

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:45

okn je vais essayé

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 20:58

Une figure ?

Lois de Newton

F est la force de traction de la perche
Fx est la composante de cette force sur un axe parallèle au sol
L'angle bleu vaut 35°
P est le poids
Px est la composante du poids sur un axe parallèle au sol
L'angle vert vaut 20°

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:00

alors la... j'y avait jamais pensé a ça...

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:01

Merci Coll, ton aide est precieuse...

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:14

juste une dernière question Coll avant de te laisser... pour la question 4, j'applique la même méthode??

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:17

Tout à fait ; mais bien sûr sur un axe perpendiculaire à la piste. Attention il y aura trois composantes :
. la composante du poids, facile à connaître
. la composante de la force de traction de la perche, que tu peux connaître grâce à la troisième question
. la composante de la réaction du sol : c'est-à-dire la réaction du sol puisqu'elle est perpendiculaire à la piste et que cos(0°) = 1

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:19

D'accord, merci ^^

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:22

Je t'en prie. Bon travail !

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:23

Merci ^^

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:23

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:32

j'ais un autre( et oui encore un) probleme..., pour appliquer une formule de trigonométrie, n'ais-je pas, par hasard besoin de la mesure de certains cotés??

Posté par
elodan
re : Lois de Newton 19-12-07 à 21:55

Coll, il y a un petit hic  dans tout ça...pour utiliser la formule du cos, il me faut la valeur de \vec{Fx}, et ça je l'ai pa...

Posté par
Coll Moderateur
re : Lois de Newton 20-12-07 à 08:06



En orientant l'axe parallèle à la piste positivement vers le bas
Fx = -F.cos()
Px = P.sin()

et d'après la première loi de Newton et la projection de l'égalité vectorielle sur un axe quelconque :
Fx + Px = 0

Tu connais m, g (donc P), et ; tu en déduis ||\vec{F}||

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