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Mouvement circulaire non uniforme
Bonjour tout le monde !
Je vais tout simplement vous donner l'enoncé de l'exercice qui me résiste depuis des heures.
Un jeu de foire consiste à lacer un sabot de masse m=50kg, sur un rail de forme circulaire de rayon R=5m après une phase d'élan sur un plan horizontal. Le palet est laché du point A, au debut de sa montee sur le rail, à la vitesse Vo.
La force de frottement 
est supposée de valeur constante w=5N. elle est opposée au mvt. Pour gagner le sabot doit atteindre un pétard situé au point B.
a)Faire un bilan des forces s'exercant sur le sabot au cour du mvt.
J'ai mis
Poids, norme=mg, pts d'app: G, sens: vers le bas, direction: verticale
frottements ,norme=5N, pts d'app :G, sens: à l'inverse du mvt, direction selon le mouvement
élan, norme= ?, pts d'app: G, sens: selon le mvt, direction :selon le mvt
action du rail sur le sabot, norme= ? pts d'app: G, sens: vers le haut, direction: verticale
b) en appliquant le theoreme de l'energie mecanique exprimer la vitesse v du sabot en un point M du rail, repéré par l'angle theta, en fonction de m,w,R,theta et g
et sur cette question j'enchaine depuis des heures des calculs sans queue ni tête --'
Merci d'avance 
Bonjour,
Il faut commencer par revoir le bilan des forces.
"L'élan" n'a jamais été une force... (enfin, pour Aristote, peut-être ; mais on a progressé depuis).
Les frottements sont une composante de l'action du rail. La force de frottement est dirigée selon la tangente au rail au point de contact, vers l'arrière, c'est-à-dire, comme tu l'as dit, à l'opposé du mouvement.
La réaction du rail a une autre composante dont tu n'as pas donné une direction et un sens corrects.
Bien sûr, impossible de faire la deuxième question avec un bilan des forces qui est faux.
Mais, pour la question b, tu peux déjà expliquer "physiquement" ce qui se passe, et comment tu comptes utiliser l'énergie mécanique.
J'avais aussi des doutes pour l'élan. Mais est-ce qu'on doit donner une force pour expliquer l'inertie du sabot au cours du mouvement ?
Je ne vois pas de quelle genre de composante il s'agit, serait-ce une force orthogonale au rail au point de contact avec le sabot et dirigé vers le haut du sabot ? Sinon je ne vois pas.
LA vitesse due à l'inertie permet au sabot de s'affranchir d'une partie des frottements et de son poids ce qui lui permet de progresser de A vers B. Il progressera plus ou moins dépendamment de la vitesse V0.
Quand le sabot part de A vers B son energie cinetique se convertie en energie de position, l'energie mécanique restant la même.
L'energie mecanique est constante.
Désolé je ne vois pas plus loin :/
Ça avance...
Donc, l'inertie est justement ce qui explique qu'un corps puisse avoir (dans un référentiel galiléen) un mouvement rectiligne et uniforme sans qu'aucune force ne lui soit appliquée.
Oui, la force qui manque dans ton bilan est la réaction normale du support :
. point d'application : G
. direction : perpendiculaire au support, donc selon un rayon du cercle
. sens : vers le centre du cercle (du rail vers le mobile)
. intensité, inconnue, mais peu importe
Non l'énergie mécanique n'est pas constante dans ce cas puisqu'il y a frottement.
L'énergie cinétique au départ (au point A) va se transformer :
. en énergie potentielle de pesanteur (par le travail du poids)
. en énergie thermique (par le travail de la force de frottement)
et quand toute l'énergie cinétique sera transformée... le mobile s'arrêtera.
Jusque là j'ai tout compris, mais je ne vois pas en quoi ça m'aide à trouver une vitesse en un point donné ..
En un point M donné (entre A et l'arrêt) :
. quel a été le travail du poids ?
. quel a été le travail des forces de frottement ?
Quelle est donc l'énergie cinétique résiduelle ?
Quelle est donc la vitesse ?
Wam(P)=mg(zm-za)
Wam(w)=-w*AM
Je ne vois pas comment on exprime une énergie cinétique résiduelle, doit on partir de 
Em ?
L'énergie cinétique résiduelle, c'est l'énergie qui reste alors que des forces extérieures, par leur travail, ont fait diminuer l'énergie cinétique initiale...
Dacc.
Ec(initiale) = 1/2mV2
Et doit on laisser AM et (zM-zA) dans l'équation? Et on me demande également de donner l'expression de la vitesse en fonction de R et de 
, comment les fait on apparaitre ?
Et ne faut il pas connaitre Ec(résiduelle) pour trouver une expression de la vitesse ?
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