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Problème de physique

Posté par
Lila25
26-12-12 à 19:01

Bonjour,
j'ai cet exercice à réaliser pour la rentrée (DM).
Est-ce-que quelqu'un pourrait m'aider ? :/
Merci...

Une voiture de masse m=1000 kg, assimilée à un point matériel, roule à 83,5 km.h-1 sur une route rectiligne en pente, faisant un angle de 4,0° avec l'horizontale. A partie d'une position A de la voiture, le conducteur freine brusquement. Il s'arrête à la position B au bout de 50,0 m.

1) Faire un schéma de la situation en représentant les forces qui agissent sur la voiture?
2) Donner l'expression de la variation de l'énergie mécanique.
3) Cette variation est-elle nulle ?
4) Exprimer le travail de la force de freinage.
5) Déduire des questions précédentes l'expression de la force de freinage, puis la calculer.

Posté par
athrun
re : Problème de physique 26-12-12 à 19:17

1) Forces appliquées à la voiture : poids, réaction du sol et force de freinage.

2) L'énergie mécanique est la somme des énergies cinétique et potentielle :

\large E_m=E_c+E_p\ \Rightarrow\ \Delta E_m=\Delta E_c+\Delta E_p

Calculons donc \Delta E_c et \Delta E_p :


\blue\large\Delta E_c=E_{c_B}-E_{c_A}

\red\large\Delta E_p=E_{p_B}-E_{p_A}

Essaie donc de calculer les énergies potentielles et cinétiques en A et B (4 énergies à calculer en tout)

Posté par
Lila25
re : 06-01-13 à 09:48

Merci beaucoup
J'ai donc calculé EcA= (1/2)x1000x23^2=264500 J
                          EcB= (1/2)x1000x23^2=264500 J

-> Est-ce normal qu'EcA soit égal à EcB ?

Puis pour calculer EpA & EpB, à quoi correspond la hauteur ? :$

Posté par
athrun
re : Problème de physique 06-01-13 à 15:17

Attention au point B la vitesse est nulle puisque l'homme s'est arrêté !

Pour la hauteur, tu ne connais ni celle en A ni celle en B mais tu peux calculer la variation de hauteur :

Ep_B-Ep_A=mg(z_B-z_A)=-mgh

Problème de physique

Il faut que tu calcules h en fonction de AB et de l'angle qui fait 4,0°

Posté par
Lila25
re : 06-01-13 à 15:38

Ahhh oui ! EcB est donc égal à 500 J.

Et EcB-EcA= -264000 J.

Mmh c'est-à-dire ? :$

Posté par
athrun
re : Problème de physique 06-01-13 à 16:25

Si la vitesse est nulle, alors l'énergie cinétique aussi : EcB=0

Tu n'arrives pas à calculer la valeur de h sur le schéma que j'ai mis ?? Connaissant les valeurs de AB et de l'angle ??

Posté par
Lila25
re : 06-01-13 à 20:55

Ah mais oui bien sûr --'

Pour calculer h :

Sin B = Côté opposé / l'hypoténuse
Sin (4°) = Ah / 50
Sin (4°) x 50 = Ah x 1
Ah = 3,5 m

Posté par
athrun
re : Problème de physique 06-01-13 à 22:57

Ok très bien !

Donc

\Delta E_p=-mgh=-34300\ \mathrm{J}

\Delta E_c=-1/2mv_A^2=-268990\ \mathrm{J}

\Delta E_m=-303290\ \mathrm{J}

3) La variation d'énergie mécanique n'est donc pas nulle.

4) On a par le théorème de l'énergie mécanique :

\Delta E_m=W_{AB}(\vec{f})

W_{AB}(\vec{f}) est le travail de la force de freinage \vec{f} sur AB.

Comme \vec{f} est colinéaire à \vec{AB} et de sens opposé on a :

W_{AB}(\vec{f})=\vec{AB}.\vec{f}=-f.AB

Donc

\large\blue\boxed{\boxed{f=\frac{-\Delta E_m}{AB}}}



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