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Niveau seconde
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[Physiques] La fronde

Posté par
hemie
10-02-07 à 16:45

Bonjour! Je bloque totalement sur un exercice de physique, si quelqu'un veut bien m'aider..

L'énoncé est:
Une fronde est composée d'un petit objet projectile de 50g retenu par une ficelle de 30 cm de longueur. On la fait tourner rapidement autour de la main, dans un plan vertical. Quand la fronde tourne suffisamment vite, la force exercée par la ficelle est si grande que le poids du solide devient négligeable devant elle.

1. Comment s'appelle cette force?
Cette force s'appelle une force de contact.

2. Quel effet a cette force sur le mouvement de l'objet? (Justifier la réponse de faon claire et détaillée et par comparaison avec le principe d'inertie que l'on énoncera.)
Le mouvement de l'objet est circulaire grâce à cette force, il n'est plus dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme.
Enoncé du principe d'inertie: Tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement ractiligne uniforme si les forces qui s'exercent sur lui se compensent.

3. On lâche la ficelle lorsque le projectile lorsqu'il atteint une certaine position (A).
a) Est-il alors encore soumis à une force?
Oui à celle de l'attraction exercée par la Terre ou celle de son poids.

b) Quelle est alors sa trajectoire?
Sa trajectoire est rectiligne mais elle va perdre de la vitesse au fur et à mesure de la distance parcourue, son mouvement sera donc ralenti.

Merci beaucoup

Posté par
Aiuto
re : [Physiques] La fronde 10-02-07 à 17:20

Alors à nous!

Question 1)
Plus exactement c'est la force de réaction (de la ficelle sur la fronde)

Question 2)

S'il n'y avait pas cette force de réaction de la ficelle, la fronde aurait tendance à "s'échapper" vers l'extérieur du cercle sur lequel elle tourne. C'est d'ailleurs ce qui se passe quand on lache la ficelle, ce qui revient à éliminer cette force de réaction de la ficelle.

Le principe d'Inertie te dit effectivement que si la somme des forces extérieures sur un système est nulle alors de centre de gravité de ce système est soit au repos soit en mouvement rectiligne uniforme.

Ici la fronde n'est ni au repos ni en mouvement rectiligne uniforme (puisqu'elle fait un mouvement circulaire uniforme). Donc la somme des forces exterieures qui s'appliquent sur la fronde n'est pas nulle (autrement dit la somme en vecteur du poids de la fronde et de la reaction de la ficelle sur la fronde n'est pas nulle)

Question 3)

Quand on lache, la ficelle avec la fronde au point A, alors la reaction de la ficelle devient nulle. La fronde ne sera plus soumise qu'à son poids (si on admet qu'il n'y a pas de frottement dans l'air, sur ce point l'énoncé ne précise rien et n'est donc pas clair)

Le poids de la fronde n'est pas une force nulle, donc la trajectoire de la fronde ne peut pas etre rectiligne uniforme (Ca contredirait le principe d'inertie)

La trajectoire de la fronde sera une parabole (corps en chute libre laché avec vitesse initiale \vec{V}A)

Posté par
Aiuto
re : [Physiques] La fronde 10-02-07 à 17:32

A ton niveau ce genre d'exercice n'est pas du tout facile car il mèle des déductions rigoureuses (application ou contradiction du principe d'inertie) à des deductions plutot "intuitives" ou "à admettre" parce que tu n'as pas encore vu les théories ou les formules mathématiques qui te permetraient de le démontrer.

Par exemple je "t'assène" qu'un corps lancé en l'air avec une vitesse initiale Va et soumis qu'à son propre poids décrit une parabole (il faut bien que je te dise cela puisqu'on te demande quelle est la trajectoire de la fronde). En revanche je ne suis pas sur du tout (je suis meme plutot certain que ce n'est pas le cas) que tu ait appris comment démontrer cela.

Rassure toi, je me souviens moi meme avoir eu ce genre de problèmes avec la chimie et la physique au moins jusqu'en première/terminale. Ensuite ça va mieux parce qu'on te fait plus calculer/démontrer les choses que de les intuiter et alors je me suis réconcilié avec la physique/chimie

Posté par
hemie
re : [Physiques] La fronde 10-02-07 à 18:06

Ah lol! En effet on ne m'a pas appris à démontrer cela! En fait c'est un exercice qui a été donné en contrôle dans une autre classe de seconde..xD, ce qui est certain c'est que je n'aurai vraiment pas compris et que grâce à toi, maintenant c'est plus clair.
Merci beaucoup



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