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Mouvement Tale
Bonjour,
J'aimerai de l'aide s'il vous plaît, je vous en remercie. Je suis consciente de la longueur de l'exercice. Veuillez m'excuser.
Un nouveau parc d'attraction ouvre et possède 4 catapultes, 51 m d'hauteur, 20 personnes peuvent occuper un véhicule et possède 3 trains. Sa vitesse maximale est de 107 km/h.
1- Etude sur la catapulte
Le lancement par catapulte consiste à propulser un wagon sur un rail horizontal pour atteindre une certaine vitesse pendant une courte durée. Le lancement est géré par un système de de sustentation magnétique nommé hyper drop. On va modéliser ce système par une force de propulsion dont l'expression est : Fp = m.k.g où k est le coefficient relatif au mécanisme de l'hyper drop et m la masse du véhicule.
Mesure théoriques des caractéristiques techniques lors d'un lancement : m(wagon) à vide = 350 kg.
1.1.1 : Justifier que le lancement par propulsion étudié peut se décomposer en 4 étapes :
- phase d'immobilité
- phase d'accélération en sens arrière
- phase d'accélération en marche avant
- phase de mouvement uniforme
Le lancement peut se décomposer en 4 parties car elle est composé de 4 catapultes.
En effet, d'après le graphique on constate 4 phases.
De 0 à 2,4 s
De 2,4 s à 3,0s
De 3,0 s à 3,4 s
De 3,4 s à 6,0 s
1.1.2 : Lors de ce lancement, le wagon atteint-il la vitesse maximale de l'attraction ?
Non d'après le graphique il atteint 24 m/s
Or la vitesse maximale est 107 km /h
24 * 3,6 = 86,4 km/h
1.1.3 : Placer les vecteurs vitesse v et accélération a du wagon pour chaque phases sans soucis d'échelle : 
Ensuite, on s'intéresse uniquement à la dernière phase de ce lancement. On s'assimile la wagon à un point matériel, M. Les frottements de l'air ne sont pas négligés. L'étude du mouvement se fait sur un repère orthonormé ( O ; x ; y ).
1.2 : Faire un bilan des forces s'exerçant sur la wagon, représenter les sur un schéma de votre choix.
Bilan des forces :
- poids
- réaction normale du support
- force de frottement de l'air
- force de propulsion
Lors de cette dernière phase, le coefficient k que peut avoir le système hyper drop vaut 2,5.
1.3 : Déterminer l'unité de k que peut avoir le système hyper drop.
N/kg
1.4.1 : Donner les expressions de coordonnées de chacune des forces.
P | Px = 0 ; Py = -P
R| Rx = 0 ; Ry = R
f| fx =- f ; fy = 0
F| Fx = F ; Fy = 0
1.4.2 : En appliquant la 2ème loi de Newton, déterminer la valeur de chacune des forces.
Je commence par faire la première partir car il en manque encore 2 et je poste juste la 1 pour ne pas alourdir l'exercice. Je posterai les 2 autres quand j'ai fini celui-ci.
Merci à tous.
Bonjour,
1.1.1 : Justifier que le lancement par propulsion étudié peut se décomposer en 4 étapes :
- phase d'immobilité
- phase d'accélération en sens arrière
- phase d'accélération en marche avant
- phase de mouvement uniforme
Le lancement peut se décomposer en 4 parties
Oui
car elle il? est composé de 4 catapultes.
pourquoi donc?
En effet, d'après le graphique on constate 4 phases.
De 0 à 2,4 s
De 2,4 s à 3,0s
De 3,0 s à 3,4 s
De 3,4 s à 6,0 s
Oui mais pour chacune d'elles il faut justifier la nature du mouvement:
De O à 2,4s, wagon immobile car .....
etc.
1.1.2 : Lors de ce lancement, le wagon atteint-il la vitesse maximale de l'attraction ?
Non d'après le graphique il atteint 24 m/s
Or la vitesse maximale est 107 km /h
Et 24 * 3,6 = 86,4 km/h
1.1.3 : Placer les vecteurs vitesse v et accélération a du wagon pour chaque phases sans soucis d'échelle :[quote]
Non, à revoir completement en fonction de la definition des 4 phases et des caracteristiques de l'etat de mouvement lors de chaque phase
Ensuite, on s'intéresse uniquement à la dernière phase de ce lancement. On s'assimile la wagon à un point matériel, M. Les frottements de l'air ne sont pas négligés. L'étude du mouvement se fait sur un repère orthonormé ( O ; x ; y ).
1.2 : Faire un bilan des forces s'exerçant sur la wagon, représenter les sur un schéma de votre choix.
Bilan des forces :
- poids
- réaction normale du support
- force de frottement de l'air
- force de propulsion
Oui
Lors de cette dernière phase, le coefficient k que peut avoir le système hyper drop vaut 2,5.
1.3 : Déterminer l'unité de k que peut avoir le système hyper drop.
N/kg
1.4.1 :
Non
Donner les expressions de coordonnées de chacune des forces.
P | Px = 0 ; Py = -P
R| Rx = 0 ; Ry = R
f| fx =- f ; fy = 0
F| Fx = F ; Fy = 0
Oui
1.1.1 : 4 étapes car il y a 4 catapultes d'après l'énoncé
O à 2,4s, wagon immobile car la vitesse est nulle.
De 2,4 s à 3,0s wagon accélère en marche arrière car la vitesse est négatif
De 3,0 s à 3,4 s wagon accélère marche avant car la vitesse augmente
De 3,4 s à 6,0 s mouvement uniforme car vitesse constante.
1.1.4 je n'arrive pas à les placer. Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ? Je sais que la vitesse doit être tangente au point.
1.3 : Je ne sais pas non plus. L'énoncé ne nous donne pas
1.4.2 : Fext = m . a
P + R + F + f = m . a
Selon x :
Px + Rx + Fx + fx = m . ax
0 + 0 + F + ( - f ) = m . ax v | vx = 107 ; vy = 0 Donc ax = 0 F - f = 350 * 0
350 * 2,5* 9,81 - f = 0
8583,75 = f
f = 8583,75 N
Selon y
Py + Ry + Fy + fy = m . ay
-P + R + 0 + 0 = 350 * 0
- 350 * 9,81 + R = 0
- 3433,5 = -R
R = 3433,5 N
1.1.1 : 4 étapes car il y a 4 catapultes d'après l'énoncé
Non, c'est une conclusion hâtive. L'enonce se borne a indiquer le nombre de catapultes pour cette attraction particuliere. S'il n'y avait qu 'une catapulte, combien de phases y aurait-t-il? Qu'est-ce qui changerait en fait ?
O à 2,4s, wagon immobile car la vitesse est nulle.
De 2,4 s à 3,0s wagon accélère en marche arrière car la vitesse est négative et varie
De 3,0 s à 3,4 s wagon accélère en marche avant car la vitesse est positive et augmente
De 3,4 s à 6,0 s mouvement uniforme car vitesse constante.
Oui, on peut interpreter l'énoncé comme ca. A noter que durant la 2e phase l'acceleration change de signe.
1.1.4 je n'arrive pas à les placer. Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ? Je sais que la vitesse doit être tangente au point.
On me te demande que le sens et la direction de la vitesse et de l'acceleration du centre de masse, pas de chaque point du wagon.
Phase 1: vitesse du wagon? Acceleration?
etc.
1.3 : Je ne sais pas non plus. L'énoncé ne nous donne pas
L'enoncé donne: F= m k g = k mg
Ca permet de conclure puisqu'on sait que F=m a dapres la 2e loi de Newton, donc F est homogène à une masse x une acceleration, donc F est homogene à m.g et donc k ....
1.3 : k en N puisque
F (en N)= k * P (N)
1.1.1 Si il y avait une catapulte il y aurait une phase.
Chaque catapulte a une fonction à différents moments
1.3 ) si F = k P comme F et P sont deja exprimes en N, k est un nombre sans dimension.
F et P sont des forces proportionnelles et k est le rapport de proportion, donc un simple nombre.
1.1.1 Si il y avait une catapulte il y aurait une phase.
Chaque catapulte a une fonction à différents moments
Non. Les catapultes n'interviennent que lors des accelerations. (Pas besoin de catapulte pour maintenir un wagon a l'arret !)
Le nombre de catapultes est determine par la poussee totale necessaire pour lancer le wagon. Plus le wagon est gros, plus il faut de catapultes ....mais ca ne change rien aux phases du management.
Pour 1.1.3 :
Phase 1 : vitesse nulle , accélération aussi
Phase 2 : vitesse accélérée
Phase 3 : vitesse accélérée
Phase 4 : vitesse constante
Comment peut -on connaitre les données de l'accélération grâce à la vitesse ?
Phase1: Oui, et
sont nuls donc tu dessines juste le centre de masse G ( sans vecteur)
Pour les autres phases,
Il faut caracteriser la vitesse et l'acceleration du wagon (qui sont deux vecteurs differents)
Et cest la nature du mouvement du wagon qui donne le sens et la direction de et de
Ok pour phase 1
Phase 2 : mouvement curviligne
Phase 3 : mouvement curviligne
Phase 4 : mouvement rectiligne
Donc pour ces phases, le vecteur vitesse suit le wagon et l'accélération est représenté vers le bas ?
Pourquoi un mouvement curviligne?
La rampe de lancement est rectiligne, non?
Et ici meme horizontale, non? Relis bien l'enoncé.
Oui, mais on connait la direction du mouvement et son sens, donc on en deduit l'allure du vecteur vitesse
Et pour lacceleration, on utilise les properties du mouvement rectiligne ( et
sont ....)
et la defi nition des phases pour trouver l'allure du vecteur
Vx et a sont constant dans le mouvement rectiligne uniforme.
Est ce correct la dernière question que j'ai fait concernant la deuxième loi de Newton ?
1.1.3) je ne comprends pas ce qui te bloque. Le wagon roule sur le rail horizontal.
Phase 2: mouvement rectiligne en marche arriere, donc 
est parallele au rail et dirigé vers la .... sur le dessin, donc tu dessines G et un vecteur qui part de G, parallele au rail et vers la .... (càd dans la direction et dans le sens du mvt)
Oui
Pour l'acceleration, dans le cas dun mouvement rectiligne il faut savoir que la vitesse et l'acceleration sont des vecteurs colineaires
D'autre part, ils sont de meme sens si la valeur de la vitesse augmente (cad dans le cas dune acceleration au sens usuel du terme comme lors du demarrage dune voiture par ex.)
Et ils sont de sens opposé dans le cas où la valeur de la vitesse diminue (dans le cas dun freinage par ex)
D'accord donc v et a sont colinéaires donc même sens et même direction.
pour la dernière question :
1.4.2 : Fext = m . a
P + R + F + f = m . a
Selon x :
Px + Rx + Fx + fx = m . ax
0 + 0 + F + ( - f ) = m . ax v | vx = 107 ; vy = 0 Donc ax = 0 F - f = 350 * 0
350 * 2,5* 9,81 - f = 0
8583,75 = f
f = 8583,75 N
Selon y
Py + Ry + Fy + fy = m . ay
-P + R + 0 + 0 = 350 * 0
- 350 * 9,81 + R = 0
- 3433,5 = -R
R = 3433,5 N
Phase 2 : attention, et
sont colineaire et de meme sens entre t=2,4s et t=2,8s mais de sens contraire entre t=2,9s et t=3s.
Et l'acceleration est nulle entre t=2,8s et 2,9s
Donc c'est une phase un peu compliquee!
Je te conseille de faire le dessin pour t entre 2,4s et t=2,8s (en le precisant bien sur le dessin)
Phase 3: qu'as-tu repondu?
Phase 4: item
1.4.2)
Attention, la 2e loi de Newton est vectorielle
= m
+
+ .... = m
Selon x :
Px + Rx + Fx + fx = m . ax
0 + 0 + F + ( - f ) = m . ax
Oui
v | vx = 107 ; vy = 0 Donc ax = 0
Non! On étudie la phase de propulsion (Phase 3)
Selon y
Py + Ry + Fy + fy = m . ay
-P + R + 0 + 0 = 350 * 0
- 350 * 9,81 + R = 0
- 3433,5 = -R
R = 3433,5 N
Oui, mais 3 chiffres significatifs suffiront
C'est vrai que l'énoncé est ambigu.
Mais il est bien precisé au 1.2) que lors de la phase étudiée la force de poussee est Fp= k mg avec k = 2,5
Donc ca ne peut etre que la phase 3 (Phase de propulsion)
La phase 4 ne fait pas partie du lancement, puisque le wagon EST lancé (il a quitté la rampe de lancement, les catapultes n'agissent plus et il n'y a plus d'acceleration)
C'est la partie 2 de l'exercice /
2- Etude d'un système pneumatique
A l'approche de la station d'embarquement, wagon ne doit pas dépasser une certaine vitesse limite, soit de 10 km/h. Pour cela, un système de roues pneumatiques activé par un moteur entraine un wagon afin de le mettre en mouvement ou d'assurer la continuité de son mouvement.
D(roues) = 25 cm
Le système doit garder la même vitesse. La vitesse de la roue doit être constamment controlée. Ainsi un capteur est disposé en dessous des roues et mesure toutes les 0,7 ms, la position d'un point précis noté A situé à 4,5 cm du centre de rotation de la roue, pendant une courte durée noté deltaT
1) Déterminer la durée de DeltaT de la mesure du capteur lors du test de controle.
D'après l'énoncé, elle est de 0,7 ms.
2) Montrer que le mouvement du système pneumatique est bien circulaire et uniforme
Je ne sais pas comment démontrer les caractéristiques du mouvement.
3) Calculer la valeur de la vitesse au point A, notée v de la roue. Vérifier qu'elle ne dépasse pas la valeur limite.
4) Construire en A7 et en A9, les vecteurs vitesse v7 et v9 du point A. Précisez l'échelle.
5) Construire en A8 le vecteur variation de vitesse notée v8
6) Donner les caractéristiques du vecteur v8
7) Après avoir défini et représenter le repère de Frenet,exprimer le vecteur accélération notée a du point A de la roue étudiée, puis calculer sa valeur
Avant de faire la partie 2, il faudrait terminer la partie 1.
1.1.3 ) Phases 3 et 4: sens et direction de et
1.4.2) que vaut ax d'apres la courbe? Que valent les forces F et f ?
1.4.2)
J'avais déjà calculé F et f dans cette question
1.1.3 ) Phase 3 : a et v colinéaire de même sens
Phase 4 : ils sont constants
Ton calcul de f est faux puisque ax n'est pas nul !
Phase 3: Oui mais quelle est la direction et le sens des vecteurs?
Phase 4: quelle est la direction et le sens de ? Que vaut l'acceleration? C'est ca qu'il faut determiner pour le dessin.
Phase 3 : vers la droite et horizontale
Phase 4 : ici le mouvement est uniforme donc la vitesse est la même.
Donc vecteurs même sens et horizontale ?
Le graphique montre l'évolution de Vx donc je dérive : Vx = 22.t
donc ax = 22 m.s^-2 ?
Phase 3 : vers la droite et horizontale
Tu confonds avec la phase 2
Phase 4 : ici le mouvement est uniforme donc la vitesse est la même.
Donc vecteurs même sens et horizontale ?
Oui la vitesse est constante, le mouvement est rectiligne donc l'acceleration est ....
Et quelle est la direction et le sens de
?
Le graphique montre l'évolution de Vx donc je dérive : Vx = 22.t
donc ax = 22 m.s^-2 ?
D'où vient cette egalité?
Le plus simple est de calculer l'acceleration moyenne lors de la phase, donc ax
v/tOui la vitesse est constante, le mouvement est rectiligne donc l'acceleration est .... constante
Et quelle est la direction et le sens de v: horizontale et vers la droite
Oui la vitesse est constante, le mouvement est rectiligne donc l'acceleration est .... constante
l'acceleration est nulle! (Phase 4: mouvement rectiligne uniforme)
Et quelle est la direction et le sens de v: horizontale et vers la droite
Le wagon va vers l'AVANT, donc le sens est vers la ...... (sur le dessin)
idem pour la phase 3
Je ne comprends pas dans quel schéma je dois me référer.
Parlez-vous de la phase 3 du schéma ? Si c'est le cas, je ne vois pas que c'est à gauche
De plus je ne vois pas de différence entre les 4 schémas, c'est donc à nous de placer les vecteurs.
Je parle de la question 1.1.3 où il faut dessiner les vecteurs vitesse et l'acceleration du wagon lors de chaque phase. Et l'avant du wagon est à gauche sur chaque dessin (regarde bien où se trouve le dossier et l'appui-tete).
Donc le wagon va vers la gauche en marche avant, et vers la droite en marche arriere!
(Ou alors jai mal vu)
Pour recapituler:
1.1.3)
Phase 1:
=
=
Phase 2: (entre t= 2,4s et 2,8s)
------->
------>
Phase 3:
<------
<-----
Phase 4:
<------
=
ax = 24 / 3,4 ?
Non, si on estime que la phase 3 (propulsion) s'etend de t=3s à 3,6s (et non pas 3,4s), quelle est sa duree
t ?
Donc l'acceleration moyenne lors de cette phase vaut:
v/t= .....
On en deduit une valeur approchee de ax
Oui, mais 4g 4x10 = 40 m/s2
On compte les accelerations souvent en g lorsque cela concerne des humains car le corps humain ne supporte que quelques g.
Or 40 m/s2 (donc 4g ) c'est vraiment bcp pour qqun de non entrainé.
Et si tu essaies de calculer f tu vas voir que ca ne marche pas, car Fp n'est pas assez grand pour propulser le wagon avec une telle acceleration.
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