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Niveau maths sup
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Mécanique Skieur

Posté par
kina
27-02-10 à 17:26

Bonjour,
je suis coincée sur l'exercice suivant:
On a une piste de ski avec une pente de 60%(donc environ 31°).
Un skieur de 75kg se lance depuis la position x=0 sur la piste.On suppose qu'il est soumis à une force de frottement dans l'air proportionelle au carré de la vitesse avec un coefficient k=4,0.10^(-2)USI. ON fait également l'hypothèse qu'il existe des frottements solides entre les skis et la piste. On rappelle que RT=fRN avec f coefficient de frottements des skis sur la piste. Ici, f=0,020. Donner l'expression littérale puis calculer la valeur de la vitesse limite atteinte si la piste est infiniment longue (g=9,8 m.s^(-1)).

Voici ce que j'ai fait: (les vecteurs sont en gras)
Bilan des forces:  R,  P,  F.
P: Px=0
   Py=-mg

R: Rx=-RT=-fRN
   Ry=RN

F: Fx=-kv²
   Fy=0

On applique le PFD: max= P + R
max= -fRN-kv²
may= -mg+RN
Est ce que cette expression est juste car je ne connaît pas RN donc ça me paraît bizarre qu'il y soit? Comment trouver l'expression littérale de la vitesse?
Merci d'avance.

Posté par
donaldos
re : Mécanique Skieur 27-02-10 à 17:41

Tu n'as pas tenu compte de l'angle  pour l'expression du poids \vec{P}, tes équations sont donc fausses.

Recommence et tu verras que R_n s'exprime en fonction de P et de l'angle \alpha entre la pente et l'horizontale.

Posté par
kina
re : Mécanique Skieur 27-02-10 à 19:00

Donc, cela donne:
Px= sin a . mg
Py= -cos a. mg

Rx= -sin a. RN
Ry= cos a. RN

C'est cela? Comment exprimer RN en fonction de P?

Posté par
Caracole
re : Mécanique Skieur 27-02-10 à 19:20

Un truc qui est sur c'est que Rn et g ne sont pas colinéaires.

Vérifies comment tu as défini la réaction normale, elle est perpendiculaire à la piste.  

Posté par
kina
re : Mécanique Skieur 27-02-10 à 19:39

Oui, pardon:
Rx= 0
Ry= RN
maintenant comment l'exprimer en fonction du poids?

Posté par
Caracole
re : Mécanique Skieur 27-02-10 à 19:49

Regardes physiquement comment se fait le mouvement du skieur, conséquence sur ay ?

Posté par
kina
re : Mécanique Skieur 28-02-10 à 10:01

Le skieur à un mouvement vers l'avant. La réaction et le poids se compensent?

Posté par
kina
re : Mécanique Skieur 28-02-10 à 11:08

a non j'ai trouvé :
Comme le skieur ne s'enfonce pas dans la piste, la composante de l'accélération selon (Oy) est nulle :

may= RN-cos a.mg = 0
et  lorsque la vitesse limite est atteinte, c'est que l'accélération selon (Ox) est nulle :

max= -fRN-k(v_lim)²+sin a.mg = 0

c'est cela?

Posté par
donaldos
re : Mécanique Skieur 28-02-10 à 11:24

C'est exactement ça.

Il ne te reste plus qu'à remplace la réaction normale par sa valeur, obtenue grâce à la première équation, et c'est fini



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