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Niveau seconde
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Physique: Force et principe d inertie (exercices types)

Posté par
infophile
06-04-05 à 12:57

Bonjour à tous

J'aimerais si possible que l'on puisse m'aider à résoudre cet exercice (en réalité j'en ai 3 mais je ne veux pas abuser de votre gentillesse) portant sur les forces et le principe d'inertie, car j'ai raté une semaine de cours (voyage en angleterre ) et il y a un DS samedi...

Enoncé:

Un mobile autoporteur est accroché par l'intermédiaire d'un fil à un point fixe 0. On lance le mobile. Il est alors animé d'un mouvement circulaire uniforme. On négligera dans tout l'exercice les forces de frottement.

Questions:

1°)Faire un bilan des forces qui s'exercent sur le mobile.
2°)Ces forces vérifient-elles le principe d'inertie?Pourquoi?
3°)Quelle force est supprimée si l'on coupe le fil?
4°)Les forces restantes vérifient-elles alors le principe d'inertie?
5°)Quel est le mouvement du mobile lorsque le fil est coupé?

Mes réponses:

1°) Les différentes forces s'exerçant sur le mobile:

\vec{P}: - Point d'application: centre de gravité
                    - direction: verticale
                    - sens: vers le bas
                    - norme ||\vec{P}||=m\times g

\vec{T}: - Point d'application: point d'attache
                    - direction: le long du fil
                    - sens: point fixe vers point d'attache
                    - norme ||\vec{T}||=T-->(N)

J'ai négligé les forces de frottements comme indiqué dans l'énoncé.

2°) Oui ces forces vérifient le principe d'inertie, dans la mesure où la vitesse est constante.

3°) Si l'on coupe le fil, la force \vec{T} (tension du fil) est supprimée.

4°) Non la force restante ne vérifie pas le principe d'inertie, car si les frottements sont négligés, les forces ne se compensent pas, il y a donc un acceleration du mobile.
--> Ce que je trouve étrange c'est que dans l'énoncé est mentionné: Les forces restantes...etc

5) Le mobile a donc un mouvement rectiligne acceléré.

----------------------------------------------------------------------

Voila cet exercice prends fin ici, ca serait simpa de me corriger et de m'aider à comprendre un peu plus les notions de forces qui sont nouvelles pour moi et dont je me préoccupe avec l'arrivée du DS.

Merci à toutes personnes qui pourraient m'aider

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:04

bonjour infophile
pour la deux ils ne respectent pas le principe de l'inertie car il faut qu'il est un mouvement rectiligne uniforme or ce n'est pas le cas

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:06

ils disent les forces restantes car je pense qu'il y en a 3 a l'origine:
P,T et le force de lancer (je ne suis pas trop sur)

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:10

Bonjour mimick

Oui justement je n'étais pas sur de ma réponse par rapport à la notion de mouvement rectiligne uniforme, merci de m'avoir répondu. je pense également qu'il y en a 3 ce qui remetrais mes réponses en jeu (fausses ). Mais quelque chose me parait bizarre, si la vitesse de rotation est constante, cela signifie en autre que il y a des forces exercées telles que la réactiondu support autrement dit les forces de frottements, or dans l'énoncé il dise qu'on néglige les forces de frottements, je ne sais plus ou donner de la tête...

Encore merci pour m'avoir répondu mimick

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:21

oui car avec les 2 forces tu n'explique le fait que le module a un mouvement circulaire uniforme.Donc il faut définir la force qui fait que ce module a un tel mouvement.comme ils disent "on lance le mobile" cela veut dire qu'il y a une force de contact exercé par la personne sur le module celle ci donne une impulsion qui permet au modele d'avoir un mouvement ciculaire uniforme je pense

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:25

Re

Je suis d'accord avec toi, mais après la vitesse est constante cela veut dire que la force d'impulsion est freinée ...compensée même, or dans ce cas je ne vois pas quelle force exercée sur le mobile agit de cette facon. Il y aurait eu les forces de frottements je n'aurais pas hésité mais la...

Merci pour chaque nouveau message posté

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:30

je pense que le module doit avoir le meme principe qu'un pendule quand on le lence le pendule a un mouvement du balencement régulier donc sa vitesse est constante

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:32

Ok !

Donc tu concluerais sur quoi pour la question 4°) et 5°) d'après toi ?

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:39

j'en concluerais comme tu le fait
c'est a dire que lorsque l'on coupe le fil les forces ne respectent pas le principe de l'inertie car le module a un mouvement accélérée
donc il a un mouvement rectigne uniforme

mais il y a qq chose qui me pose probleme car quand en physique j'ai étudié les mouvement on a vu le cas du mobile auto-porteur
et enfet c'était une machine qui lorqu'on le met en mouvement prolonge le mouvement  c'est a dire qu'il ne va jamis s'arrété sauf s'il rencontre un obstacle et ce mobile était placé sur une table et il était porter de la meme facon qu'un aéroglisseur donc sur coussin d'air (je ne sais pas si je suis tres clair)
c'est pour ceal que ca me parait bizarre car la il n'est pas sur une table

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:40

oups rectification pour 5) mouvement rectigne accéléréé

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:43

mais oui c'est logique il doit etre sur table

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:46

Enfin je comprends très bien tout ce que tu m'as dit, mais cela dit il ya des choses qui me paraissent étrange je te rapporterais la réponse après le devoir . Il me reste deux exercices qui sont aussi ambigüe et pour te dire j'ai un peu de mal avec ce genre d'exercice...

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:49

je ne sais pas trop si tu comprends ce que je veux dire alors je vais te faire un shéma

Physique: Force et principe d inertie (exercices types)

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:50

si tu veux tu peut les posté ici je t'aiderais volontié

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:51

et enfet pour la 4et la 5) ils respectent donc le principe de l'inertie et donc il a un mouvement rectigne uniforme

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:52

Oui oui je vois ce que tu veux dire, pendant que j'étais pas la les autres personnes de ma classe on fait l'expérience avec le coussin d'air comme tu dis, mais malheuresement je n'y est pas assisté .

En ce qui concerne mais exercices c'est gentil à toi de bien vouloir m'aider, donc je vais poster l'énoncé joint avec ma réponse, et tu me diras si tu es d'accord

A tout de suite

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 13:57

Enoncé:

Une bille d'acier est suspendue par un fil. On approche un aimant de la bille: la bille est attirée par l'aimant, au bout de quelques instants, elle demeure immobile.

Questions:

1°)Faire un bilan des forces qui s'exercent sur la bille, quand elle est immobile, à l'aide d'un diagramme objet-interaction.

2°)Que peut-on dire de ces forces ?

Réponses:

J'ai émis des hypothèses (oui j'emploi hypothèse parce que je suis sur de rien lol) mais étant donné que je ne sais pas ce qu'est un diagramme d'objet-interaction...

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 14:11

je ne suis pas trop sur pour la 1) mais je pense que c'est comme cela
(dsl pour le retard)

Physique: Force et principe d inertie (exercices types)

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 14:12

au lieu de sol réaction N ca serait plustot fil reéction N

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 14:20

Merci ! C'est ce a quoi j'aboutissais mais pas graphiquement

En ce qui concerne les forces, puisque la bille est immobile,elles se compensent et vérifient le principe d'inertie n'est-ce pas ?

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 14:26

oui

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 14:35

tu n'a plus d'autre problème?

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 14:42

Allez le petit dernier pour la route :

Enoncé:

Joseph décide d'aller pratiquer le saut à l'élastique dans les gorges du Verdon. Il s'élance du haut d'un pont situé à 180m au-dessus de Verdon. Pendant la première phase du saut, Joseph est en chute libre, l'élastique ne se tend qu'au bout de 40m, exerçant alors une force qui empêche Joseph de s'écraser sur le sol.

Questions:

1°)A l'aide d'un diagramme objet-interaction, faire un bilan des forces qui s'exercent sur Joseph avant que l'élastique ne se tende.
2°)Durant cette première phase, quel est l'effet du poids sur la vitesse de Joseph?
3°)Quelle force supplémentaire intervient lorsque l'élastique se tend?Donner les caractéristiques de cette force.
4°)Quel est l'effet de cette force sur la vitesse de Joseph?

Réponses:

1°) Le diagramme je le ferais directement sur mon cahier, mais du fait que ce personnage est confronté à une chute libre, seul l'action de son poids est exercé sur son corps.

2°)Puisque les forces ne se compensent pas et qu'il tombe, alors sa vitesse est accélérée.

3°) Une nouvelle force s'ajoute lorsque l'élastique se tend, on la nomme \vec{F}

Caractéristiques de cette force:
- Point d'application: point d'attache au pied de Joseph
- direction: le long du fil
- sens: vers le haut
- norme: ||\vec{P}||=-||\vec{F}||

4°) En effet, cette nouvelle force vient compenser celle de l'action du poinds exercée sur Joseph ce qui lui permet d'arrêter la chute libre, donc de diminuer sa vitesse. Il est alors immobile, et ce phénomène caractérise le principe d'inertie.

----------------------------------------------------------------------

Voila, je te rassure c'est le dernier lol
Peux-tu me corriger s'il te plait ?

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 15:00

alors la 1)la 2)mais par contre pour la
3) lorsque l'elastique se tend il continue toujours de tomber mais moins vite dans ce cas l'élastique va se tendre et une fois que ca vitesse sera complètement ralenti il va remonter? non? c'est pour cela que je ne sais pas trop s'il on peut mettre  ||P||=-||F||
et pour la
4)sa vitesse est ralenti mais seulement au bout de plusieurs minutes il est immobile
voila

Posté par
infophile
re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 15:27

Re

Dans l'énoncé c'est indiquer que dès que la force se rajoute il s'immobilise (bien sur c'est abstrait car comme tu le dis dans la réalité il remonterais), c'est pour cette raison que j'ai raisonner de cette facon dans mes réponses

En tout cas merci beaucoup de ton aide c'est gentil !



Kevin

:D

Posté par mimick (invité)re : Physique: Force et principe d inertie (exercices types) 06-04-05 à 15:40

de rien



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