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physique - détermination de la valeure d une force

Posté par hackmetal (invité) 05-03-05 à 21:08

bonjours, je ne sais pas comment résoudre la derniere question de cet exercice :
un solide de masse m=0.5kg est initialement au repos en A, on le lance sur ABCD en faisant agir sur lui une force F = 2N horizontale et constante SUR LA PORTION AB.
la portion CD  est un demi cercle de centre O et de rayon R=1m
on suppose que la piste ABCD est completement lisse.(voir figure)
AB=L=1,5m  g=10m/s²


1)determiner VB
1/2 mVB² - 1/2mVA² = R +F +p
                   = 0 + F*L + 0
              VB=(2FL)/m
                =3,5m/s

2) expliquer sans calcul pourquoi la vitesse en B = la vitesse en C
3) calculer VM
EO= R*cos30
h=CE = R - EO = R - Rcos30 = R(1-cos30)

1/2mVM² - 1/2mVC² = R + p
                  =0 -mgh
               VM =(-mgR(1-cos30)+2mVC²)/2m
                  =1,9 m/s

4)en réalité, une force de frottement f constante s'exerce entre C et M et la valeur V'M est inferieure a un tiers de la vitesse obtenue a la question precedente.
exprimer f en fonction de R, ,m et VM
puis calculer f

pourriez vous m'aider?

physique -  détermination de la valeure d une force

Posté par tomm-bou (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 01:37

bonsoir !
la vitesse en C = la vitesse en B (question 2) donc tu connais l'énergie cinétique en C.
tu appliques le théoreme de l'energie cinétique (comme pour la 1) ) sur CM, sauf que il y a le travail de P et de f (frottements).
tu a en inconnue, V'M (qui est pas donnée exactement) et f, que tu cherches a exprimer !
tu n'y arrives pas ?
pour calculer, étant donné que tu n'as pas de valeur exacte puisque tu as juste V'M<(1/3)*1,9, tu devrais trouver f<....
je veux dire que tu n'auras pas de valeur exacte pour f (f=...)

Posté par hackmetal (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 14:00

pourriez vous verifier ma reponse au 3)? je ne suis pas sur :s

jai suivi votre aide pour la question 4)
v'm=1/3vm  CM=1

1/2mV'M² - 1/2mVC²= R +p + f
1/2m*1/3VM² - 1/2mVC²= 0 -mgR(1-cos30) -f*CM

donc f=-1/2m*1/3VM²+1/2mVC²-mgR(1-cos30)
      =1/2*0,5*1/3*1,9²+1/2*0,5*3,5²-0,5*10(1-cos30)

et je trouve un resultat negatif :s pourriez vous vérifier?


                

Posté par hackmetal (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 15:41

faut vraiment que quelqu'un me corrige, c'est pour demain matin et mes potes me font douter aussi, ils sont pas sur :s

Posté par tomm-bou (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 15:48

si j'ai bien compris on a alpha=30° .. ?!
en effet, je ne trouve pas pareil au 3)
tu as C \frac{1}{2}mV_M^2-\frac{1}{2}mV_C^2=-mgh
tu simplifies par m et factorises par 1/2
\frac{1}{2}(V_M^2-V_C^2)=-gh
V_M^2-V_C^2=-2gh
V_M^2=-2gh+V_C^2
V_M=\sqrt{-2gR(1-cos30)+V_C^2}
et je trouve V_M=3,1m.s^{-1}

pour le 4 maintenant
pourquoi CM=1 ?
moi je trouve CM=\frac{\alpha}{360}2\pi R=\frac{\alpha}{360}2\pi. de même quand tu as V'_M=\frac{1}{3}V_M alors V'_M^2=\frac{1}{9}V_M^2 et non pas 1/3 ! (deuxieme ligne).
coté rédaction, je carderai V'M et j'exprimerais  CM en fonction de alpha dans la deuxieme ligne, j'isolerais le f. je dirais en siute que V'M<VM/3 et remplacerai V'M dans l'expression en n'oubliant pas de changer le "=" par un "<" !
ca fait une grosse expression !! et tu as f en fonction de R, alpha, V'M et VC comme dans la consigne.
tu passes ensuite a l'appli numérique et tu devrais trouver un résultat logique si c'est juste et si j'ai pas fait d'erreurs ;)
n'hesites pas si t'as d'autres questions

Posté par hackmetal (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 16:42

merci de m'aider, je pensais pas que il y avait des physiciens sur ce forum!

mais au 3) dans l'equation j'obtien une erreur puisque le resultat sous la racine est negatif
-2*10*1*(1-cos30)+3,5²
=-4.9
error ?

sinon pour CM j'avai pri 1 car je pensais que CM = R*
mais j'avais pris R=2 mais comme R=1 , CM=0.52m donc javai encore faux
mais ton raisonnment a l'air cohérent, je te dirais ce que je trouve!

Posté par tomm-bou (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 16:55

lol! physicien... pas trop non plus ! je suis un élève de 1ere S comme toi ! j'ai terminé les énergies cinétiques et potentielles donc, comme les exos sont toujours pareils...
pour le 3) le résultat est positif, c'est juste que tu as réglé ta calculatrice en radians (et alpha est en degrès!)
dis moi ce que tu trouves au dernier..

Posté par tomm-bou (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 17:02

petite autre remarque, CM=r \times \theta oui, si theta positif mais surtout si theta est en RADIANS !

Posté par hackmetal (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 17:32

bien joué!

je trouve f<4N sa semble cohérent?

Posté par tomm-bou (invité)re : physique - détermination de la valeure d une force 06-03-05 à 17:38

bah... oui, ca m'a l'air bon ! vérifies tes calculs si t'es pas sûr... mais normalement, si tu trouves pas 135N ou -0,254N... il y a de fortes chances que ce soit ca!!!!  
a+



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