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Mouvement dans un champ de pesanteur
Bonjour à tous, excusez moi de vous déranger, je suis coincé sur l'exercice suivant aux 5 questions presente ci desous, j'espère que vous pourrez m'aider, merci d'avance.
Exercice "Le toboggan"
Un enfant, assimilé à un point matériel G, glisse le long d'un toboggan de plage. On négligera tout type de frottement ainsi que toutes les actions dues à l'air. Le toboggan de plage est constitué par :
Une piste DO qui permet à un enfant partant de D sans vitesse initiale d'atteindre le point O avec un vecteur vitesse (v_0 ) ⃗ faisant un angle avec l'horizontale ;
Une piscine de réception : la surface de l'eau se trouve à une distance H en-dessous de O.
Données :
Masse de l'enfant : m=30 kg ;
Intensité de pesanteur : g=9,8 m.s^(-2) ;
Dénivellation : h=5,0 m ;
Hauteur : H=0,50 m ;
Angle : =30° ;
Partie 1. Mouvement de l'enfant entre D et O
1.1. Faire le bilan des forces s'appliquant sur l'enfant entre D et O.
1.2. Exprimer le travail de chacune de ces forces en fonction des données de l'énoncé, puis calculer sa valeur.
1.3. Le mouvement de l'enfant est accéléré. Citer un argument, lié aux forces appliquées à l'enfant, qui le justifie.
1.4. Appliquer le théorème de l'énergie cinétique pour en déduire la valeur de la vitesse v_0 de l'enfant au point O.
1.5. En réalité, la vitesse en ce point est nettement inférieure et vaut 5,0 m.s^(-1).
Comment expliquez-vous cette différence ?
Bonjour,
Merci de poster le schéma qui accompagne très probablement cet exercice.
Et merci aussi, conformément au règlement de ce forum d'indiquer ce que tu as déjà fait ainsi que la nature de tes difficultés.
Bonsoir,
Voici le schéma qui accompagne l'exercice, j'ai réussi à faire la question 1.5 et les autres questions en desous de la 1.5. Cependant je n'ai pas réussit les questions 1.1, 1.2, 1.3, et 1.4
Question 1.1
A ton avis
Quelles sont les forces qui s'exercent sur l'enfant ?
Pour chacune de ces forces préciser sa direction et son sens.
Il y a effectivement le poids. (Direction ? Sens ?)
Les forces de pesanteur et le poids sont des termes synonymes.
L'énergie mécanique est une .... énergie et n'est donc pas une force.
Une autre force s'exerce sur l'enfant.
Laquelle ? Merci, cette fois de préciser sa direction et son sens.
Il y'a le poid qui agit vers le bas en vertical ?
Il y a le vecteur RN qui agit vers le haut en horizontal ?
Il y a la vecteur f qui agit vers la gauche en vertical?
Le poids qui est le plus souvent représenté par le vecteur est bien une force verticale dirigée vers le bas.
Pour le reste, il semble que tu confondes une force avec le vecteur qui représente cette force.
Quelles sont les forces qui, à ton avis, sont représentées par les vecteurs et
?
Par quoi ces forces sont elles exercées ?
La réponse à ces questions devraient t'amener à revoir la direction et le sens de ces forces.
Oui, on s'approche des bonnes réponses :
OK pour le poids
Comment décrire correctement la direction et le sens de ?
Pourquoi, contrairement au tien mon schéma ne comporte il pas de vecteur ?
Pour le vecteur RN je ne sais pas.
Et puis il n'y a pas de vecteur f sur le schéma parce qu'on néglige les frottements ?
La force représentée par le vecteur s'appelle ........................
C'est une force exercée par ................... sur l'enfant
Sa direction est ................( regarder le schéma ) son sens .......................
En ce qui concerne l'absence de vecteur sur mon schéma tu as raison.
Les frottements sont négligés c'est pourquoi on considère (bien que ce ne soit pas très réaliste) que f=0
Le Vecteur Rn c'est la réaction normal?
Direction : perpendiculaire à l'enfant ?
Sens : vers le haut ?
On y est presque :
Question 1.1 :
Deux forces non négligeables s'exercent sur l'enfant entre D et O
- Son poids , vertical et dirigé vers le bas
- La réaction , exercée par la piste du toboggan, perpendiculaire à cette piste et dirigée vers le haut
Question 1.2 : Il s'agit d'exprimer et de calculer le travail de chacune de ces deux forces entre D et O, ce qui est une (très) simple question de cours.
Je te laisse proposer des réponses.
Pour la question 1.2 :
On fait le calcule suivant :
W= F*D*cos(alpha) ?
Pour avoir F on fait :
F=m*a ?
W correspond au travail en joules,
F à la force exprimée en newtons
D à la distance en mètres,
Alpha à l'angle entre la force et la direction de la trajectoire de l'objet,
m= masse
a=accélération
L'énoncé te demande de calculer le travail des forces qui ont été identifiées à la question 1
En ce qui concerne le travail du poids :
Le déplacement DO n'est pas rectiligne.
La "formule" que tu veux utiliser n'est pas applicable pour ce type de déplacement.
Il existe une manière spécifique de calculer le travail du poids d'un corps applicable ici.
A toi de l'utiliser.
En ce qui concerne le travail de la réaction de la piste :
Cette force est constamment perpendiculaire à la piste.
Donc, que vaut son travail ?
Tout cela relève du cours sur le travail d'une force.
Une révision s'impose peut être : Voir ici --> 
[lien]
Voilà ce que j'ai fais pour les 2 premières questions, pouvez vous me dire si cela est correct, s'il vous plaît ?
** image supprimée => les pistes de réflexion doivent être recopiées **
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