Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Principe fondamental de la dynamique

Posté par
somajoro
27-05-19 à 13:31

Bonjour,

J'ai eu à une interro un problème que je ne suis pas parvenu à traiter. Malheureusement, le prof ne communique pas les réponses. Du coup, je fais appel à vous !

Voici l'énoncé : Quelle vitesse aura ce mobile (illustration ci-dessous), initialement au repos, après avoir parcouru une distance de 2 m.
Et quelle est l'intensité de la force motrice nécessaire pour maintenir cette vitesse acquise?

J'avais commencé à résoudre la première partie avec une formule du style xt = x0 + v0.t + (at2/2)...
Mais je ne suis pas allé plus loin. Donc je ne sais pas si je suis sur la bonne voie.

L'un d'entre vous pourrait-il m'aider?
Merci !
So

Principe fondamental de la dynamique

Posté par
odbugt1
re : Principe fondamental de la dynamique 27-05-19 à 13:55

Bonjour,

Bizarre ce prof qui ne donne pas de corrigé aux interros qu'il pose.
Il vous appartient à tes camarades et à toi même d'exiger de lui ce corrigé.

La première étape consiste à utiliser la 2e loi de Newton pour trouver accélération du système étudié.
Je te laisse faire

Posté par
somajoro
re : Principe fondamental de la dynamique 27-05-19 à 18:19

Alors si je comprends bien.

Je calcule la force résultante (Fr):
F = 10 N*cos15° = 9,6 N
Fr : 9,6 N - 3 N = 6,6 N

Or la 2e loi de Newton : Fr = m*a donc je remplace avec les données obtenues :
a = Fr / m donc a = 6,6 / 8 = 0,8 m/s2

Jusqu'ici suis-je dans le bon? Et comment calculer la vitesse à partir de l'accélération.

J'ai trouvé la formule suivante : d = 1/2a*t2
donc 2 m = 1/2*0,8*t2 soit t = racine carrée de (2/0,4) = 2,23 s
La vitesse serait de 2,23 s

Je suis complètement largué !!!

Merci pour ton aide

Posté par
odbugt1
re : Principe fondamental de la dynamique 27-05-19 à 18:50

C'était pourtant bien parti.
Attention tout de même aux arrondis abusifs dans les résultats intermédiaires.

Mais effectivement ça c'est gâté ensuite car trouver une vitesse exprimée avec une unité de temps ... il fallait y penser.

L'accélération étant constante ( en direction, sens et module ) le mouvement est uniformément accéléré.

Prendre une "formule" sans se préoccuper le moins du monde des conditions dans lesquelles on peut l'appliquer n'est pas à conseiller !

A la condition expresse de choisir (et de définir clairement) un repère approprié et des origines de temps et d'espace adéquats les équations du mouvement seront :
x(t) = a*t²
v(t) = a*t
ce qui permet de trouver facilement la vitesse demandée.

Posté par
somajoro
re : Principe fondamental de la dynamique 27-05-19 à 19:41

Rappel :
Je calcule la force résultante (Fr):
F = 10 N*cos15° = 9,659 N
Fr : 9,659 N - 3 N = 6,659 N

Or la 2e loi de Newton : Fr = m*a donc je remplace avec les données obtenues :
a = Fr / m donc a = 6,659 / 8 = 0,832 m/s2

Je poursuis ton raisonnement:

Pour x(t) = a*t²
2 (mètres) = 0,832*t2
t= 1,550 s

Pour v(t) = a*t
v = 0,832*1,55 = 1,2896 m/s

C'est bien cela?

Posté par
odbugt1
re : Principe fondamental de la dynamique 27-05-19 à 20:05

Sur le principe c'est ça !
Malheureusement j'ai commis une erreur de frappe en écrivant que :
x(t) = a*t²
alors que la bonne relation est :
x(t) = (1/2) * a * t²

Je te laisse corriger et je te présente toute mes excuses pour cette étourderie .

Posté par
somajoro
re : Principe fondamental de la dynamique 28-05-19 à 07:20

Pas de souci !

Je commence à retomber sur mes pattes

Donc en apportant les corrections nécessaires, j'ai
x(t) = (1/2) * a * t²
2 (mètres) = (1/2)*0,832*t2
t= 2,192 s

Pour v(t) = a*t
v = 0,832*2,192 = 1,8237 m/s

J'ai trouvé la vitesse mais qui de l'intensité de la force motrice nécessaire pour maintenir cette vitesse acquise?

Posté par
odbugt1
re : Principe fondamental de la dynamique 28-05-19 à 08:38

C'est bon.
Il eut été plus simple d'éliminer, sans la calculer numériquement, la variable "t" entre x(t) et v(t) pour obtenir :

v(x) = \sqrt{2*a*x(t)}
AN : v(2) = 1,8 m/s

S'il ne faut pas trop arrondir les résultats intermédiaires afin de ne pas propager des erreurs qui pourraient devenir trop imporatantes, il est indispensable d'arrondir le résultat définitif en lui donnant une précision comparable avec les données qui ont servi à le calculer.

La question suivante se traite en appliquant la première loi de Newton ( ou principe d'inertie ).
Le résultat dépend de la direction de la "force motrice" appliquée.
Fait elle toujours un angle de 15° avec la direction de la trajectoire ?
L'énoncé ne précise rien à ce sujet.

Posté par
odbugt1
re : Principe fondamental de la dynamique 28-05-19 à 12:09

Plus logiquement :
v(x) = \sqrt{2*a*x} plutôt que v(x) = \sqrt{2*a*x(t)} !
Ce qui, bien entendu ne change en rien le résultat.

Posté par
somajoro
re : Principe fondamental de la dynamique 28-05-19 à 13:27

Ok, c'est noté !

Je vais tout de même essayer d'approcher le prof ^pour obtenir un corrigé mais je t'assure que ce n'est pas gagné !

Encore merci pour ton aide !



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !