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[MECANIQUE] Equilibre d'un grimpeur
Bonjour à tous/toutes !
J'ai un devoir maison à rendre pour Lundi et je suis en galère sur un exercice. Voici mon exercice recopié :
En escalade, différentes cordes sont utilisées. Les cordes dynamiques ont la particularité d'avoir une capacité d'allongement voisine de 10% afin d'amortir les chocs.
Emma propose de modéliser un grimpeur maintenu en équilibre sur la pente à l'aide d'une corde dynamique. Il est modélisé par un cube assimilable à son centre de symétrie G. Ce cube est accroché à l'extrémité d'un ressort de raideur k modélisant la corde dynamique et se trouve à équilibre sur un plan incliné faisant un angle 
=40° avec l'horizontale. L'allongement du ressort est noté 
l. La situation est schématisée ci-dessous :![[MECANIQUE] Equilibre d\'un grimpeur](img/forum_img/0274/forum_274496_2.png)
Données : la masse du cube = m = 280g
la force de frottement du plan incliné sur le cube vaut f=0,20N
g=9.8N.kg-1
a. La valeur de la force vecteurF exercée par le ressort sur le cube s'exprime en fonction de son allongement l par la relation F=k*|l| où la constante de raideur k vaut 8.0 unités S.I.
Préciser les unités de chacun des termes de cette relation.
b.Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur le cube et les représenter sans souci d'échelle.
c. A l'aide d'une loi de Newton à énoncer, déterminer la valeur de chacune des forces.
d. En déduire la valeur de l'allongement l du ressort.
______________________________________________________________________
J'ai bien évidemment essayé d'y travailler, voici ce que j'ai trouvé :
Pour la question a, je me dis qu'une force étant en Newton, k étant en unités S.I, l est alors en Newton. Mais cela, je n'en suis pas sûr, merci de me confirmer/m'aider à me corriger.
Question b : Les forces effectives sont le sol, le poids du cube, la force exercée par le ressort, la force de frottement. J'ai fait le schéma aussi.
Question c : C'est là que je bloque. En effet après avoir relu les lois de Newton je ne vois pas le lien entre l'exercice et les lois, donc je ne sais pas laquelle choisir et surtout, quel lien elle a avec mon exercice. La question d sera une déduction de la c donc je n'ai pas encore essayé.
Je vous remercie de vous intéresser à mon exercice et de m'aider 
Edit Coll : image placée sur le serveur de l' 
Merci d'en faire autant la prochaine fois ! 
Salut 
!
Tu n'as pas eu de cours sur les ressorts ?
F : force de rappel en Newton (N);
l fait référence à une longueur (m);
k : raideur du ressort (N/m).
Ceci ne te dit rien ?
Je ne dis pas que je ne l'ai pas vu, mais je n'en ai pas le souvenir. Il faut dire que le prof écrit très vite et que je n'ai pas le temps d'assimiler ce qu'il écrit en plus de le recopier. C'est vrai que l est l'allongement donc il est logique que ce soit en mètres, après pour k je ne savais pas ^^ Merci à toi.
Bonjour.
une force étant en Newton, k étant en unités S.I,
l est alors en Newton.l est une longueur, quelle est l'unité de longueur du SI ?
Les forces effectives sont le sol, le poids du cube, la force exercée par le ressort, la force de frottement. J'ai fait le schéma aussi.
Pour la question c, on peut formuler la question différemment : quelle condition doivent vérifier les forces qui s'appliquent à un système en équilibre ?
A plus.
En effet l'unité de longueur est le mètre, ce qui confirme ce que m'a précisé shadowmiko au message précédent.
Il suffit de mettre "la force exercée par le sol" je pense.
Pour ce qui est du c, je pense qu'il s'agit de la compensation des forces pour obtenir un système pseudo-isolé non ? La somme des vecteurs représentatifs des forces doivent être le vecteur nul. Ca n'empêche que j'ai du mal à voir le lien avec une des lois de Newton.
Merci
Il faut que tu relises les leçons avant de faire les exos.
La réaction du sol.
Oui pour la c
Je laisse picard (que je salue ) continuer s'il passe avant moi, je dois m'absenter
Je crois avoir compris. Il s'agit de la 2e loi de Newton, et on cherche à prouver que l'objet est immobile car la somme des forces est égale à 0, non ?
Mais dans ce cas la loi ne nous sert pas pour calculer la valeur des forces, à part comme vérification éventuellement. Selon la question on s'aide de la loi donc je ne suis pas très sûr de moi.
Oui après je ne sais pas le nom que tu lui donnes, ça dépend parfois des enseignants.
Si bien sûr, tu peux déterminer certaines valeurs via la relation que tu énonces. Commence par l'écrire (vecteurs hein) et par exprimer le tout.
Pour chaque force tu fais :
-point d'application ;
-direction ;
-sens ;
-expression.
Par exemple pour le poids:
Point d'application : G
Direction : verticale
Sens : vers le bas
Expression : p=mg soit p=0.28kg*9.8kg.N-1 = 2.744N
Comme ça ?
Voici ce que j'ai fait, mais je ne comprends pas bien en quoi ça m'aide. De même, dans la question d. on demande la valeur de l'allongement du ressort... on en a pas besoin dans le c pour la valeur de F ? Je suis un peu perdu.
Poids :
Point d'application : G
Direction : verticale
Sens : bas
Expression : p=mg soit p=0.28kg*9.8kg.N-1 = 2.744N
Frottement :
Point d'application : G
Direction : vecteur colinéaire à la pente
Sens : droite - haut
Expression : f=0.2N (selon l'énoncé)
Ressort :
Point d'application : G
Direction : vecteur colinéaire à la pente
Sens : droite-haut
Expression : F=k|l|=8m*|l|N/m
Sol :
Point d'application : G
Direction : vecteur perpendiculaire à la pente
Sens : gauche-haut
Expression : ???
Ce travail d'inventaire n'est pas inutile, vous allez l'utiliser dans la suite.
Vous avez écrit plus haut...
l'objet est immobile car la somme des forces est égale à 0
A vous.
J'ai beaucoup de difficultés avec la méthode de projection d'un vecteur. Ici, juste pour être sûr, on cherche bien uniquement la valeur de la force exercée par le ressort et la valeur de la réaction du sol ? On a déjà les valeurs des deux autres.
on cherche bien uniquement la valeur de la force exercée par le ressort et la valeur de la réaction du sol
Oui, c'est bien cela. Commencez par faire une figure (si ce n'est déjà fait) puis, choisissez un axe de projection parallèle au plan incliné et un autre perpendiculaire à ce même plan.
Certaines projections seront alors très simples, il n'y a qu'avec le poids que ça se complique (un tout petit peu !) mais vous avez sans doute déjà rencontré des situations similaires.
A vous.
Je comprends bien ce que vous me demandez, mais je ne vois pas comment faire les projections orthogonales (je sais qu'il faut reporter chaque point d'extrémité sur Ox et Oy, et donc qu'on obtient qu'un seul point pour la plupart des coordonnées sur Ox ou Oy car ils sont perpendiculaires à ces axes). Je ne comprends pas ce que cela m'apportera d'avoir les projections, pour trouver les valeurs des vecteurs qui me manquent.
Pour S(sol):
||Sx||= G'
||Sy||= ||S||
Pour f(frottement):
||fx||= ||f||
||fy||= G
Pour F (ressort):
||Fx||= ||F||
||Fy||= G
Pour P(poids) :
||Px||=||P||*cos(
)
||Py||=||P||*sin()
Est-ce correct ? Que dois-je en faire ?
Excusez moi, mais j'ai du mal à comprendre.
Première chose dans quel sens vos axes sont-ils orientés ?
Ensuite, que représentent G et G' ???
Je fais un schéma et je vous le joins.
5 minutes de patience SVP...
Voici mon schéma :![[MECANIQUE] Equilibre d\'un grimpeur](img/forum_img/0274/forum_274496_1.png)
Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !
D'accord, j'ai fait le même...
Pour la réaction du sol : Sx = 0 (vecteur perpendiculaire à l'axe des x)
et Sy = +S
Pour la force de frottement : fx = +f
et fy = 0 (vecteur perpendiculaire à l'axe des y)
Pour la tension du ressort : Fx = +F
et Fy = 0 (vecteur perpendiculaire à l'axe des y)
Pour le poids : Px = -P sin
et Px = -P cos
Je ne sais pas ce que vous avez appelé , si c'est le complément de , les valeurs que vous proposez sont correctes aux signes près. Px est dirigé dans le sens négatif de l'axe des x (idem pour Py par rapport à l'axe des y).
Reste à tenir compte des conditions 
Fx = 0 et Fy = 0
A vous.
Oui, c'est bien cela, j'avais oublié de tenir compte des signes. En fait c'est ce que je demandais tout à l'heure, j'ai du mal à voir la relation entre ce qui a été trouvé ici (les projetés) et les valeurs des forces.
De la première équation, vous pouvez tirer la valeur de F et en déduire l.
De la seconde vous tirez la valeur de S.
Il n'y a plus de difficulté il me semble.
Au revoir.
Absolument aucun, je t'avais même demandé de le faire à 11h18 . Et je me suis ré-absentée pour profiter du soleil donc...
Merci beaucoup à toi picard, et à toi aussi shadowmiko pour le début !
Vous m'avez bien aidé et j'ai maintenant compris l'intérêt de faire les projetés orthogonaux.
Je m'excuse pour avoir eu autant de mal à comprendre mais j'ai beaucoup de difficultés en physique cette année, j'espère ne pas vous avoir causé trop de problèmes
Encore merci ! =)
Ravie d'avoir pu t'aider un petit peu même si picard a fait le gros du travail
L'important c'est que tu comprennes, le fait que tu galères sur cet exo là te fait progresser et tu galéreras moins la fois suivante
Que ça coule de source
et que tu puisses ensuite te dorer la pilule dans le sud comme shadowmiko 
Je ne sais pas pourquoi, j'ai envie d'être taquin ce soir
Bonsoir à picard et Lucarboum au passage !
M'ouais vaut mieux des conditions climatiques médiocres dans le nord, mais un bon dirlo de thèse, que l'inverse...
Ça baigne sur l'île de physique, on se sent comme en famille !!!
Bonne soirée et bon dimanche à tous.
A bientôt.
@ picard :
Tu aurais connu l'île physique du temps de Yumi, Kaela, ... combinés aux fidèles actuels, c'était un petit groupe qui mettait l'ambiance en plus de l'entraide qui existe encore aujourd'hui
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