Bonsoir,
Énoncé :
Un enfant tire une luge à vitesse constante avec une force F faisant un angle ß (beta) par rapport au plan.
1/ Quelles sont les forces appliquées à la luge (frottements négliés). Quelle est la valeur de F ?
2/ Même question, les frottements sont représentés par une force f de valeur constante, colinéaire à la vitesse et de sens contraire.
3/ Déterminer dans les deux cas la valeur de Rn (réaction du support). Que devient cette valeur si les frottements augmentent ?
Voici le dessin, l'angle du bas, celui avec le support est α (alpha) et celui du haut, le fil avec la luge est ß (beta).
m = 6kg ; α (alpha) = 20° ; ß (beta) = 15° ; f = 5 N ; g = 9.8 N.kg
Voilà mon problème, je trouve une valeur de F impossible (212.7 N).
Ce que j'ai fais :
P = mg = 6 x 9.8 = 58.8 N
Après application du principe d'inertie : P + Rn + F = 0
Après projection sur un repère (O;x;y)
De plus : Px = -P x sin α (alpha) Py = -P x cos α
Rnx= Rn Rny = 0
Fx = F x cos ß (beta) Fy = F x sin ß (beta)
J'obtiens donc :
F x sin ß (beta) = P x cos α (alpha)
=> F x 0.26 = 58.8 x 0.94
=> F = 55.3 / 0.26 = 212.7 N
Par suite,
Rn = P x sin α (alpha) - F x cos ß (beta)
=> 58.8 x 0.34 - 212.7 x 0.97 = -186.3
Voilà, je me pose la question suivante ?
Ai-je faux ? si oui, où ?
Ou
Est-il possible que Rn = |-186.3| = 186.3 N ??
Merci d'avance pour les réponses.
Bonjour,
J'appelle Ox l'axe passant par O, centre de gravité de la luge et parallèle au sol, orienté vers le haut (il n'est pas horizontal, il est à 20° de l'horizontale) ; j'appelle Oy l'axe perpendiculaire au sol, lui aussi orienté vers le haut (mais ce n'est pas la verticale, il est à 20° de la verticale)
Projection du poids sur Ox : Px = - P.sin()
Projection de la force de traction sur Ox : Fx = F.cos()
Les mots les plus importants de l'énoncé sont "à vitesse constante" ; donc on peut appliquer la première loi de Newton :
en particulier, en projection sur l'axe Ox :
Px + Fx = 0
La réaction du sol est perpendiculaire au sol et donc a une projection nulle sur l'axe Ox, Rx = 0
- P.sin() + F.cos(
) = 0
F = P.sin() / cos(
)
Application numérique :
F = 6 * 9,8 * sin(20°) / cos(15°) = 20,8 N
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