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Physique : théorème de l'énergie cinétique
je vous mets l'exercice dans lequel la qustion 3 me pose un problème, quelqu'un pourrait il m'aider? je ne comprend comment utiliser le théorème pour trouver la vitesse
En vacances dans les Alpes, Théo profite des plaisirs de la
descente à ski. Il fait la course avec son frère sur une piste rouge.
La piste est rectiligne inclinée d?un angle ? = 15° par rapport à
l?horizontale. Théo arrive en haut de la piste avec une vitesse
v0 = 10,0 m.s-1 et descend en schuss la piste de longueur
L = 500 m.
On néglige tous les frottements.
Données :
norme du champ de pesanteur terrestre g = 9,81 N.kg-1
masse de Théo : m = 60 kg
Q1. Définir le système étudié, le référentiel d?étude, établir le bilan des forces qui s?appliquent sur Théo et
les schématiser.
Q2. Calculer le travail de chaque force.
Q3. Utiliser le théorème de l?énergie cinétique pour déterminer la vitesse de Théo en bas de la piste.
Q4. Convertir cette vitesse en km.h-1
. Cette valeur est-elle réaliste ? Commenter.
***Titre changé***
Bonjour et bienvenue sur le forum !
Tu as une fiche de cours hyper détaillée qui vient d'être publiée sur le sujet, tu as de la chance (clique sur la maison) : 
[lien]
Il faudrait que tu nous postes tes réponses aux questions 1 et 2 en prérequis
d'accord merci je vais regarder,
pour la question 1 j'ai trouvé: systéme étudié: theo
referenciel: terrestre galiléen
forces: P poids, Rn reaction normal du sol
Qu 2: Wp=mxgxABxcos(a)= 60x9,81x500xcos(15)= 2,8E5 J
WRn= Rnx500xcos(90)=0 J
***Pense à porter un schéma, ce sera plus simple***
pour calculer la vitesse serait il juste d'utiliser cette formule :
v=√2xp/m ce qui me donnerait √2x2,8E5/60= 97 m/s
Avec un schéma on y verra plus clair :
d'accord merci je vais regarder,
pour la question 1 j'ai trouvé: systéme étudié: theo
referenciel: terrestre galiléen
forces: P poids, Rn reaction normal du sol
Oui
Qu 2: Wp=mxgxABxcos(a)= 60x9,81x500xcos(15)= 2,8E5 J attention il y a une erreur sur l'angle choisi
WRn= Rnx500xcos(90)=0 J TB
***Pense à porter un schéma, ce sera plus simple***
pour calculer la vitesse serait il juste d'utiliser cette formule :
v=√2xp/m ce qui me donnerait √2x2,8E5/60= 97 m/s
Ne surtout pas reprendre des formules toutes faites !
Il faut appliquer le théorème de l'énergie cinétique : que dit-il ?
théoreme :
deltaEc= somme W (Forces appliquées)
Ec(finale)-Ec(initiale)=W(P)+W(Rn)
Ec(finale)-Ec(initiale)=W(P)+0
Oui c'est ça !
On peut calculer aisément Ec(initiale) avec l'énoncé !
Il faut que tu reprennes ton calcul du travail du poids en revanche comme écrit plus haut (erreur d'angle considéré)
puis que vaut Ec(finale) et donc v(finale) ?
Wp= 60x9,81x500xcos(15+90)=-7,6E4 je suppose que le resultat n'est pas juste mais je ne comprend comment choisir l'angle meme si on écrit cos(P+AB)
Ec initiale= 1/2x60x10,0*2=3000 J ?
Donc l'angle est de 75 ?
WP= 7,6E4 le resultat est positif donc ya du progrès vue qye le systeme est moteur
Donc l'angle est de 75° ?
WP= 7,6E4 unité ? le resultat est positif donc ya du progrès
Un résultat sans unité n'a aucun sens physique et peut être noté 0 le jour d'un examen.
En même temps ça nous arrange parce que si le travail était négatif, c'est qu'il ne serait pas moteur et le skieur ferait machine arrière ...
C'est mieux !
Il ne reste plus qu'à déterminer la vitesse finale avec le théorème de l'énergie cinétique et on est bon
1/2mv*2-1/2mv*2=W(P)
1/2mv*2-3000= 7,6E4
je dois pouvoir calculer la vitesse avec ça donc faut faire quelque chose comme ça ?
v*2= 2m-3000/7,6E4
j'avoue que c'est pas trop mon fort
Heu oui sauf qu'il ne faut pas utiliser la même notation pour la vitesse initiale et la vitesse finale.
1/2.m.vb² - 1/2.m.va² = W(P)
<=> 1/2.m.vb² = 1/2.m.va² + W(P)
<=> vb² = [ 1/2.m.va² + W(P) ] / [1/2.m]
<=> vb² = [ m.va² + 2W(P) ] / m
<=> vb = 
([ m.va² + 2W(P) ] / m)
Il faut avoir un jugement critique : plus de 300 km/h en ski, sur une pente de 15° ?!
Cela ne t'interpelle pas ?
C'est justement la dernière question de mon exo ,c'est parce qu'on a négligé les frottements sinon théo aurait un petit problème
avec
m = 60 kg
g = 9,81 N/kg
soit
On trouve donc la même chose.
1/2.m.vb² - 1/2.m.va² = W(P)
<=> 1/2.m.vb² = 1/2.m.va² + W(P)
<=> vb² = [ 1/2.m.va² + W(P) ] / [1/2.m]
<=> vb² = [ m.va² + 2W(P) ] / m
<=> vb = ([ m.va² + 2W(P) ] / m)
vb = ([60 x 10,0² + 2*7,62.104]/60)
vb = 51,4 m/s
soit vb = 185 km/h
C'est justement la dernière question de mon exo ,c'est parce qu'on a négligé les frottements sinon théo aurait un petit problème
Il y avait quand même une coquille dans ton deuxième calcul mais cette critique du modèle me va bien
Ah non je t'ai mis des crochets pour que tu puisses décortiquer mon calcul, après tu dois faire ceci avec ta calculatrice :
vb = ( (60 x 10,0² + 2 x 7,62.104 ) / 60)
Ah oui d'accord j'ai remplace les crochets par une sorte d'accolade et ça a marché quand même. Je vous remercie pour avoir pris le temps de m'aider.
!
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