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[physique]vecteurs

Posté par tatianae (invité) 22-05-06 à 20:23

Bonjour
Est-ce que quelqu'un peut vérifier ce que j'ai fait svp...?
Un cube de masse m,assimilable à un point matériel est relié à un ressort de raideur k de longueur à vide 0 fixé au point 0,il peut glisser sur un plan incliné faisant un angle avec l'horizontal.On désigne par u(x) et u(y) les vecteurs unitaires suivant la verticale et l'horizontale;u() le vecteur unitaire suivant le plan incliné et u(n) perpendiculaire à u()(voir figure).On suppose que le bloc peut glisser sur le plan ss frottement.

1a)Déterminer l'expression vectorielle des forces qui agissent sur le cube
j'ai mis que les forces sont le poids ,la force de rappel du ressort et la récation du plan avec P=Pu(x),F=Fu) et R=Ru(n)

b)Déterminer la position d' équilibre Me du cube définie par =e
je ne sais pas comment faire:calcul de la dérivée de Ep=0 ?

2)On comprime le ressort jusqu'à ce qu'il ait la longueur 0.La masse est en M0.
a)Rappeler l'expression du travail élémentaire d'une force F dont le déplacement du point d'application se fait suivant u()
j'ai mis dW=F.u()*d

b)En utilisant cette définition,calculer le travail de chacune des forces lorsque le cube se déplace de M0 à Me
j'ai mis: W(F)=k*d=1/2k² et W(P)=0 et W(R)=0

c)La masse M étant en M0 et lachée ss vitesse initiale calculer son Ec lorsque le cube passe en Me en fonction de m,g et ksin
j'ai appliqué le théorème de l'Em et je trouve Ec(Me)=1/2mg(h-he)=1/2mg(ksin)

3a)Ecrire l'Ep du système (terre-masse-ressort) on prendra Ep(grav.)=0 au point O
Ep=-F*dy=1/2k²

b)Que pouvez-vous dire de Em ?A partir de l'Ep retrouver l'expression de l'Ec de la masse M lorsqu'elle passeen Me
j'ai dit que la force qui travaille est intérieure et conservative et le système est icolé donc Em se conserve
Ec=Em-Ep=

[physique]vecteurs

édit Océane : balise smb équilibrée

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 22-05-06 à 22:42

Bonsoir,

1)a) OK  le force de rappel du ressort \vec{F} = -k(\rho-\rho_e)\vec{u_{\rho}}

1)b) l'équilibre c'est la somme des forces égale à zéro

\vec{P} +\vec{R} +\vec{F} =\vec{0}

si on projette ces forces sur (0,\vec{u_n},\vec{u_{\rho}})

R - mgcos(\alpha) =0

mgsin(\alpha) -k(\rho-\rho_e) =0

2) a) OK
2) b) le poids le travail aussi

K.

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 22-05-06 à 22:47

correction.

le poids travaille aussi.

K.

Posté par Njaka (invité)re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 14:36

salut tataniae :
pour la question 1 a) et b):
il s'agit tout simplement de prendre le cas d'un cube dans deux domaines différents.
au vide:
il n'y a que le piods p du corps et la tension du ressort T alors: P+T=0
en équilibre:
P+T+R=ma
par projection (o,u(x),u(y)):
pU(x)=psin
pu(y)=-pcos
par projection:
T:tu(x)=-T avec T=k(p-pe)
  tu(y)=0
la réaction R=0
:psin+k(p-pe)=Ma

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 22:22

ok j'ai mis pour 2b)
W(F)=-k*d=-k(0-e)

W(P)=-mgsin=-mgsin(0-e)

W(R)=0

c'est bon ? et pour mes réponses de la suite de l'exo stp...?

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 22:24

au fait pour le 1b) il faut laisser la réponse sous forme d'équation ou il y a autre chose à faire...

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 22:35

le 1 b) te permet de calculer \rho_e
regarde les posts le de Njaka et le mien.

pour 2) b)   W(F) => pb  l'intégrale -\int k(\rho - \rho_e) d\rho ne donne pas l'expression
que tu as écrite.

W(R) juste.

W(P) es-tu sur(e) du signe ?

K.


Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 22:51

oui je me suis trompée ds le signe W(P)=mgsin(0-e)

W(F)=-k*d=-k(0²/2-e²/2)...

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 22:55

pourquoi tu n'intègres pas  -k(\rho -\rho_e)

car par défindition  W(F) = \int F dl

ici F=-k(\rho -\rho_e)

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 23:09

W(F)=-k(-e)
       =-k-e
       =-k(²/2)entre 0 et e +k(e²/2)entre0 et e)
       =-k(0²/2-e²/2)+ke car e est fixe non?
désolée je ne vois pas comment faire autrement si ce n'est pas ça...

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 23-05-06 à 23:19

oui c'est ça.

mais il y a une méthode plus simple

W((F) = -k\int(\rho - \rho_e)d\rho = -\frac{1}{2} (\rho_0 - \rho_e)^2

=> \rho_e est la position d'équilibre du ressort donc c'est une constante

3) c) Ec + W(P)+W(F) = constante ( tu as raison il faut employer l'énergie mécanique)

à t=0 Ec=0  

...
K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:14

mais je ne comprends pas pourquoi k n'apparait plus ds la répose que tu me donnes pour W(F)...

pour le 2c) ma réponse est donc bonne...?

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:22

Désolé c'est une erreur, j'ai oublié le k.

je remarque je me suis trompé aussi pour l'expression de l'énergie mécanique
2)

c)  utilisation du théorème de l'Ec

\Delta E_c = W(P) + W(F)

=> dans ta réponse tu as 2 "égales" et que valent h et he ?
K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:33

pour le 2c) c'est Ec=mg(ksin)...?
en fait c'est h0 et he qui sont respectivement les hauteurs lorsque le mobile est en M0 puis en Me
h0-he=h=ksin
en fait moi j'ai posé ,c'est-à-dire le théorème de l'Em:
Em=0 donc 0+mgh0=1/2m(ve)²+mghe donc 1/2m(ve)²=Ec(Me)=mg(h0-he)=mg(ksin)...

Posté par koul (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:34

c'est un oubli

ensuite si on te demande de calculer le travail de chaque force c'est pour préparer la question suivante donc pour la 2c, il vaut mieux  utiliser le theoreme de l'Ec

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:39

Bizarre, et le ressort doit intervenir quel part ?

avec le théorème de l'energie cinétique :

\frac{1}{2}mv^2 = mgsin(\alpha)(\rho - \rho_e) -\frac{k}{2}(\rho - \rho_e)^2

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:45

ok merci j'ai en effet vu que c'est plus simple de cette manière

pour le 3a)j'utilise le théorème de l'Em ?

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 19:50

Oui le but du 3) est de retrouver le résultat du 2) avec l'énergie mécanique.
je te laisse, je vais manger..

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 20:04

ok on a don:
Em=0 donc Ec(M0)+Ep(M0)=Ec(Me)+Ep(Me) donc Ec(Me)+Ep(Me)=0 donc Ep(Me)=-Ec(Me)
                                     =-mgsin(-e)+1/2k(-e)² ...

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 21:51

up

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 21:56

mais pour 3 a) avant le calcul Em

Ecrire l'Ep du système (terre-masse-ressort) on prendra Ep(grav.)=0 au point O

grav = gravité ??

Tu as fait quoi ?

Sachant Ep(grav.)=0  que vaut Ep pour le poids ?


K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 22:15

oui je pense que Ep(grav.) veut dire gravitationnel
je ne comprends pas ce que tu veux dire pour l'Ep pour le poids...

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 22:27

En fait Ep est définie à une constante près pour calculer le constante
il faut connaitre une valeur de Ep ..
ici on connait Ep(gra.) en O
Ep(grav.) c'est Ep(P) pour le poids

or Ep(P)= mg(h0 -h)  h=hauteur et h0 hauteur en O  

on a bien en O h=h0 => Ep(P)=0  .

et l'énergie potentielle d'un ressort c'est \frac{1}{2}k\rho^2

donc l'énergie potentielle du système est \frac{1}{2}k\rho^2+mg(h_0 -h)

K.

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 23:17

j'ai fait une erreur

et l'énergie potentielle d'un ressort c'est \frac{1}{2}k (\Delta \rho)^2

avec (\Delta \rho) étirement du ressort par rapport à la position de repos.

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 23:23

donc c'est Ep=1/2k(0-e)+mg(0-e)...?

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 24-05-06 à 23:44

non il faut transformer
h-h_0= (\rho - \rho_0)cos(\alpha)
donc l'énergie  potentielle pour le poids Ep=mg(\rho - \rho_0)cos(\alpha)
Et on a bien Ep=0 au point O.

et pour le ressort il faut calculer l'étirement c'est pourquoi que l'on a  (-e)
donc l'énergie potentielle pour le ressort
1/2k(-e



Ep= 1/2k(-e)² +mg(\rho - \rho_0)cos(\alpha)
 \\


K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 25-05-06 à 09:10

ok merci
pour le 3b) j'ai mis que l'Em se conserve car les forces s'appliquant sur le système sont intérieures et conservatives donc qu'il est isolé
pour la suite est-ce que je peux dire Em=0 et donc utilisé le théorème de L'Em ?

au fait pour le 1b) j'ai trouvé e=(mgsin+k)/k ?

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 25-05-06 à 09:20

Em= Ep + Ec

il faut appliquer l'Em  au point d'équilibre car Ec=0.

or Em est constant  donc pour point   Ep+Ec= Em( au point e)

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 25-05-06 à 09:51

je comprends pas quel est l'intérêt de nous faire écrire Ec(Me)=Em-Ep puisque c'est déja ce qu'on a fait au2c)...

on ne connait pas l'expression de Em donc je dois l'écrire comme ça ? Em=Ep+Ec=[1/2k(-e)²+mgsin(-0)]+[mgsin(-e)-1/2k(-)²]
c'est un peu lourd comme expression...
et ensuite je fais Ec=Em-Ep mais je retombe sur Ec(Me) du 2c)

je pense que je n'ai pas du comprendre la question...je ne sais pas comment faire...

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 25-05-06 à 10:09

c'est juste une autre méthode.

le théorème de l'énérgie cinétique => la variation de l'Ec est égale à la somme des travaux des forces.

le théorème de l'énérgie mécanique => l'énergie mécanique se conserve.


En général le calcul de Em se fait sur des points particuliers ( où Ec=0 par ex)

ici Em = Ep au point E

Em = mgcos(\alpha)(\rho_e -\rho_0) + 1/2 k (\rho_e -\rho_0)^2
 \\ (2)
pour un autre point qq

Em = mgcos(\alpha)(\rho -\rho_0) + 1/2 k (\rho -\rho_0)^2 + 1/2 m v^2 (1)


en égalisant (1) et (2) on déduit v.

=> but de l'exo est de montrer l'utilisation des 2 théorèmes, et que l'on peut obtenir les mêmes résultats.

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 25-05-06 à 18:15

oui mais en fait on me demande l'expression de Ec(Me) à partir de l'Ep
si je fais Ec(Me)=Em(Me)-Ep(Me)= je trouve la valeur 0(ce qui est juste) mais je n'ai pas l'expression de Ec(Me)
j'avoue que j'ai beaucoup de mal avec cette question...

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 27-05-06 à 10:59

up

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 27-05-06 à 11:02

Ec(Me) =0 car à c'est la position d'équilibre  .
non ?

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 27-05-06 à 11:34

oui je suis d'accord mais en fait il me faut l'expression de Ec(Me) et non pas sa valeur
c'est ça que je n'arrive pas à trouver

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 28-05-06 à 11:16

up

Posté par
disdrometre
re : [physique]vecteurs 28-05-06 à 11:33

c'est vrai que la question est bizarre, je suis désolé tatianae, je ne vois pas.

car pour moi je n'ai pas besoin de passer par Em pour calculer Ec(Me)...

K.

Posté par tatianae (invité)re : [physique]vecteurs 28-05-06 à 11:59

ok merci quand même et un énorme merci pour ton aide...



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