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Physiques
Bjr,
Un surfeur et son équpement (75kg) sont tirés, à vitesse constante par un remonte pente sur une portion de piste qui fait un angle de 40° avec l'horizontale. La tige du remonte pente fait alors un angle de 25° avec la direction de la piste. le frottements ne peuvent etre négligés. on prendra g=9,81 N.kg-1
1/ Faire l'inventaire des forces extérieures qui s'exercent sur le système surfeur . Indiquer les forces qui s'exercent à distance de celles qui doivent etre en contact avec le surfeur.
2/ faire un shemas++ (c bon)
3Peut on raisonnablement dire que le surfeur est en équilibre ? justifier
merci de m'aider
Yeap,
tout d'abord, je vais te donner la methode type pour realiser un exo. en mecanique:
1) faire un schema et y dessiner toutes les forces agissantes sur le systeme
2) creer un repere
3) ecrire la loi de Newton
4) decomposer les vecteurs forces selon les directions de ton repere.
5) resoudre
Maintenant, allons y:
1) ton surfeur doit subir l'effet de son propre poids (force verticale, dirigée vers le centre de la terre). Si il n'y avait pas de force pour contrer ce poids, il tomberai. Donc il y a la resistance du sol qui est perpendiculaire au sol ! Le surfeur utilise un tir-cul donc il y a "quelque chose" qui le tire pour le faire monter. Ainsi il y a une 3ieme force qui s'exerce depuis le point d'attache de la tige du tir-cul et qui a pour direction celle de la tige.
2)place un repere sur ton schema. Tu peux le mettre comme tu veux et ou tu veux. Seul condition: que les 2 directions soient normale entre elles et qu'il soit judicieusement placer pour faciliter la resolution du pb. Donc l'ideal serait de placer l'axe des x parallele a la pente et l'axe des x perpendiculaire a tout ca.
3)tu decomposes selon le vecteur ex et ey de ton repere et tu fais jouer la trigo.
Sinon, un systeme est considéré a l'equilibre si la somme de ses forces sont nuls. Donc si tu as ta decomposition sur x qui vaut un truc egal a 0 et idem pour y, tu pourra dire que le surfeur est a equilibre.
Voila.
++
Merci beaucoup pour ton aide ragol et merci aussi pr la méthode !!
Suite du problème
4/ cALCULER LE POIDS DU SURFEUR L0 C BON JE CONNAIS LA FORMULE
5/l'enssemble des frottements exercent sur le système une force d'intensité égale à 40 N . Calculer alors l'intensité de chacune des autres forces (????????????????????)
Oki, alors...(*reflechis*)....
ah oui, j'ai oublié les frottements dans le point 1).
Donc, tu as decomposé tes forces selon les 2 directions de ton repere. Tu dois optenir ceci:
Selon ex(vect.): -f+Tcos(25)-mgcos(50)=max (i)
Selon ey(vect.): N-mgSin(50)+Tsin(25)=0 (ii)car dans notre repere, le surfeur ne fait aucune variation de "hauteur", aucun deplacement vertical.
on sait egalement que a=dv/dt et comme v est consante (enoncé) alors a=0 car la derivée d'une constante vaut 0.
Donc l'equation i devient: -f+Tcos(25)-mgcos(50)=0 ainsi T=[f+mgcos(50)]/cos(25).
Apres il te reste plus qu'a calculer N dans ii.
Voili, voilu, voila.
Je ne comprend pas du tt mais pas du tt la méthode pr projeter les forces, je comprend pas à quoi ca sert. Vous pouvez m'expliquer svp ca fait 3 heures que j'essaie de faire cet exercice
merci
Si tu ne projetes pas, tu ne pourras jamais faire de calcule numerique en mecanique. Pourquoi ?
Exemple:
J'ai 2 vecteurs: a et b tel que a=-b. On suppose que la norme de a est egal a k dont celle de b est aussi egal a k. Maintenant, dis moi combien vaut la norme du vecteur a+b ? Elle ne vaut pas 2k ! Mais 0.
En mecanique newtonnienne, les forces appliquées sur un systeme sont traduites a l'aide de vecteur. Donc si tu veux passer du calcul vectoriel a du calcul numerique, tu dois projeter sinon, tu vas avoir des trucs comme l'exemple que je t'ai fait ; des trucs completement aberrants qui se traduit par une belle tuile au controle.
Je vais t'apprendre a projeter un vecteur selon les axes d'un repere.
Prends une feuille a carreau et un crayon. Dessine moi un repere orthnormé. Maintenant place le point M(2,4). Traces le vecteur OM, i.e. le segment OM et la ptite fleche.
On va projeter OM(vect.) sur l'axe des abscisses (Ox). Il faut que tu imagines le vecteur OM qui s'ecrase sur l'axe Ox. Trace le droite perpendiculaire a Ox et passant par M. M' est le point d'intersection entre cette perpendiculaire et Ox. OM'(vect) est le projeté de OM(vect) sur l'axe Ox.
On fait de meme pour l'axe des ordonnées (Oy). Tu traces la perpendiculaire a Oy passant par M. M" est l'intersection entre cette perpendiculaire et l'axe des y. OM"(vect.) est le projeté de OM(vect) sur Oy.
Allons un peu plus loin.
Soit ex(vect), le vecteur unitaire decrivant l'axe des abscisses et ey(vect) le vecteur unitaire de Oy. Comme ex(vect) et OM'(vect) sont colinaire (meme direction) alors on peut ecrire que OM'(vect)=kex(vect) d'ou |OM'(vect)|(norme)=k|ex(vect)| donc la Norme de notre vecteur OM' est k.
On fait de meme avec OM"(vect) et on obtient OM"(vect)=k'ey(vect) d'ou |OM"(vect)|=k'|ey(vect)| et donc la norme de OM" est k'.
Maintenant, d'apres la relation de Chasles: OM(vect)=OM'(vect)+OM"(vect)=kex(vect)+k'ey(vect). VOILA, la on a decomposé notre vecteur OM selon les axes du reperes et on a les composantes du vecteur OM: (k,k'). Dans notre exemple, on aurait que k=2 et k'=4
Revenons a notre surfeur.
On a placé notre repere ainsi: Ox parallele a la pente et Oy perpendiculaire a Ox.
On va projeter le vecteur N(reaction du sol) dans notre repere:
Selon Ox, est-ce-que le vect. N a une composante ? Non, il n'en a pas. Car dans notre repere N(vect) est perpendiculaire a Ox donc si je projete N sur Ox je vais avoir un point. Je te rappelle qu'un vecteur n'est pas considéré comme un element fixe. Donc en general en mecanique, ton systeme - ici un surfeur - devient un point ponctuel et toutes les forces partent de ce point. Ainsi le centre de ton repere est ce point ponctuel. Mais notre repere peut se trouver n'importe ou egalement.
Ainsi les composantes de N sont du style (0,k) et donc si je projete N sur Ox, je tombe sur l'orgine et les vect. OO=AA(vect)=BB(vect)=...=0(vect nul).
Donc je peux ecrire ceci: N(vect)=0ex(vect)+key(vect).
J'espere que c'est clair. Avec un dessin ca l'aurait ete d'avantage :/
On s'occupe de f:
Selon Ox, est-ce-que le vect. f a une composante ? Oui. Donc f(vect)=kex(vect)+0ey(vect) avec k<0.
Au tour de mg:
C'est un peu plus compliqué.
Est-ce-que le vecteur mg possede une composante selon ex(vect) ? Oui. Et selon ey(vect) ? Oui. Donc mg(vect)=kex(vect)+k'ey(vect).
Mais comment determiner k et k' ? Tu utilises la trigonometrie.
Illustration d'un exemple: cf. image a la fin
Donc Nx=Ncos(A) et Ny=Nsin(A).
Pour mg, tu auras: selon ex(vect): mgsin(40)
et selon ey(vect): mgcos(40)
Je te laisse faire le reste.
Tu dois obtenir 2 equations: une selon ex(vect) et l'autre selon ey(vect) et la tu peux faire du calcul numerique.
Pour la derivée: a=dv/dt tu connais pas, ok.
Par contre tu dois savoir que a=
v/t=(V'-V)/(t'-t) et comme V est constante alors V'=V quelque soit t, donc V'-V=0 d'ou a=0.
Voila, j'espere que tu as comprit, en tout cas, c'est pas evident d'expliquer ceci juste par ecrit.
Mais ce n'est vraiment pas dur quand on a comprit comment ca se passe.
++
J'ai compris comment on projette, merci beaucoup. mais je comprend pas tellment l'objectif, une fois qu'on a projetté on obtient une égalité avec des sin cos et tan et que fait on de cette égalité, on doit remplacer par les valeurs des forces ??
Re, re,....
l'objectif de la projection est de pouvoir remplacer par les valeurs numeriques que tu as soit calculé, soit que l'on t'as donné.
Si tu as un scanner, un appareil photo numerique,...tu peux toujours me l'envoyer pour que je voye si c'est juste.
Tiens v'la une des mes addresses email: skywaukers@hotmail.com
++
PS: si tu veux, je peux faire un redaction complete de cet exo. et je peux te l'envoyer.
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