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Projectile sur un plan incliné

Posté par
didichems
11-02-07 à 22:07

bonjour, je n'arrive pas à faire cet exercice, j'aimerais un peu d'aide, j'aimerais savoir la marche à suivre pour le résoudre.

Un projectile de 50g est lancé à partir d'un point O vers le haut d'un plan incliné d'un angle alpha égal à 15°, par rapport au plan horizontal. La valeur v0 de sa vitesse initiale est de 3.5m.s-1.

Données 0A=d=1m ; g=10m.s-2
1a. Si l'on suppose qu'il n'y a pas de frottements, avec quelle vitesse du veteur vA le projectile arrive-t-il en haut du plan incliné?
b. En réalité, il existe des frottements et la vitesse du vecteur v'A atteinte au point A par le projectile a pour 1m.s-1.
Déterminer la valeur f de la force de frottement, supposée constante,qui s'exerce sur la distance OA.

2. Arrivé en A, le projectile quitte le plan incliné avec la vitesse du vecteur v'A.

a. Quelle est la valeur vB de la vitesse du projectile à son arrivée au sol en B?
b. On peut montrer que la composante horizontale du vecteur vitesse se conserve entre A et B.

En déduire l'angle béta que forme en B le vecteur vitesse avec le sol.

merci beaucoup.

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:24

Bonjour,

Je suppose que lorsqu'on dit que le projectile arrive en haut du plan incliné c'est quand sa vitesse devient nulle.

Applique le théorème de la conservation de l'énergie mécanique (comme il n'y a pas de frottement tu as le droit)

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:29

Excuse moi j'ai mal lu. On donne la longueur du plan OA.

Donc il faut calculer VA quand le projectile arrive en A.

Applique alors le théorème de conservation de l'énergie mécanique en O et en A

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:40

merci pour votre réponse, il faut que j'utilise:EPP0+EC0=EPPA+ECA ?

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:46

Oui

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:48

je trouve quelque chose de négatif donc je ne peux pas mettre de racine c'est normal?

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:51

Qu'as tu pris comme origine pour l'énergie potentielle(altitude 0)?

Que trouves tu pour EPPA?

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:52

EPPO=0
ECO= 1/2mv²
EPPA=mxgxzA
ECA= 1/2mv2²

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:54

oui et que vaut zA en fonction de OA et de l'angle ?

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 22:57

zA vaut sin15?

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:04

je trouve 8.4m.s-1

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:09

Je ne crois pas que ce soit cela. tu as du faire une erreur dans tes calcul.

Le projectile monte sur le plan incliné. Intuitivement à cause du travail négatif du poids on doit s'attendre à ce que sa vitesse diminue non?

Il ne peut donc pas atteindre A avec une vitesse plus grande que sa vitesse initiale.

Tu n'a pas trouvé VA = (V02-2gsin(15))1/2?

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:14

maintenant je trouve 2.7 m.s-1

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:22

D'accord.

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:32

et pour la question b, maintenant qu'il y a des frottements?

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:37

As tu vu qu'entre un point A et un point B la difference d'énergie cinetique est égale au travail de toutes les forces qui s'applique sur le système?

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:48

oui

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 11-02-07 à 23:59

Alors applique entre O et A.

Les forces en jeu sont:

- Le poids (vertical)
- La reaction du plan (perpendiculaire au plan)
- La force de frottement (parallele au plan en sens inverse au mouvement)

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 13-02-07 à 23:00

mais je ne trouve que des résultats incohérents

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 13-02-07 à 23:26

EcA-EcO= W(\vec{P})+W(\vec{R})+W(\vec{f})

Ou P= poids R= reaction sol et f= frottement

W(\vec{P})= \vec{P}.\vec{OA}
= -mgOAsin

W(\vec{R})= \vec{R}.OA
=0 car R perpendiculaire à OA

W(\vec{f})=\vec{f}.OA
= -f.OA  (car f parallele à OA de sens opposé)

Donc EcA-Ec0= -mgOAsin-f.OA
= 1/2mVa2-1/2mV02

D'ou f= 1/OA(1/2mV02-1/2mVa2)-mgsin

f=0,15 N  sauf erreur

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 13-02-07 à 23:29

ohhh je l'avais trouvé mais ça me semblait faible, ça me rassure merci

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 13-02-07 à 23:32

pour la valeur de vB jai trouvé 2.49m.s-1. cela vous parait bon?

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 13-02-07 à 23:41

Ce n'est pas si faible que cela comparé au poids du projectile (0,5 N)

VB=2,49 m/s  OK

Posté par
didichems
re : Projectile sur un plan incliné 13-02-07 à 23:43

merci par contre pour la dernière question je ne vois pas comment faire pour trouver beta

Posté par
Aiuto
re : Projectile sur un plan incliné 14-02-07 à 00:08

Calcule la composante horizontale VA'h de \vec{Va'} quand le projectile quitte le plan en A'

--> Que trouves tu?

On te dit que la composante horizontale de la vitesse se conserve donc VBh=VA'h

Or VBh=Vb.cos

Tu connais Vb et Vbh donc tu déduis



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