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Niveau première
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Projet trottinette (4/4)

Posté par
hrnmaxime
25-04-20 à 15:34

Bonjour,
Il faut que je détermines ces 2 forces mais je ne comprends absolument pas comment faire ?

N°1 - Force exercée par le câble  F_c:

Enoncé ici : Projet trottinette (3/4)

____________________________________________________
N°2 ?Force exercée sur la poignée Fm:
Pour déterminer la force exercée par la main sur la poignée FM, nous allons écrire l'équilibre en
rotation du levier. Ainsi, la somme des moments en B de FM et \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee}
doit être nulle.
Si on isole le câble, on peut aisément démontrer que | \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee} | = |Fc|
Déduisez-en FM.

Projet trottinette (4/4)
On donne :
BA = -10x + 26y et           BM = 50x + 25y               unité : mm


Merci d'avance !

*** message dupliqué ***

Posté par
gbm Webmaster
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 15:49

Re,

Cet exercice ressemble pas mal aux méthodes que nous avions vues ensemble dans ce sujet : Vecteurs Moments -Science de l'ingénieur

La première étape consiste à déterminer les composantes des deux forces dans le repère défini.

Puis ensuite calculer les deux moment en B ("effort" x "bras de levier" au signe près, souviens-toi).

Enfin conclure en établissant la condition d'équilibre proposée par l'énoncé.

Je te laisse y réfléchir, détaille-bien ton raisonnement.

Posté par
hrnmaxime
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 16:11

Oui j'ai bien conscience que l'exercice est similaire.

Sauf que là, on a pas la force F qui est indiqué ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 16:50

Je pense que ton exercice demande un raisonnement qu'en littéral, sachant qu'ils fixent la norme d'une des deux forces : | \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee} | = |Fc|

Il faut donc exprimer ses composantes dans le repère en fonction de cette norme.

Pour \vec{F_M} ça sera plus simple.

Posté par
hrnmaxime
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 17:14

Je comprends pas très bien...

Normalement pour déterminer les composantes d'un vecteur on doit avoir la force F, or là on ne l'a pas.
J'avais bien compris sur le premier post que j'avais mit sur Vecteurs Moments -Science de l'ingénieur mais là j'ai du mal à comprendre la méthode à avoir.

Posté par
gbm Webmaster
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 17:23

C'est exactement pareil en vérité, ce qui te perturbe c'est que tu n'as pas de valeurs numériques : si je t'avais écris que | \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee} | = 500 N, tu aurais très rapidement trouvé les composantes de la force (en fonction de l'angle d'inclinaison) sans soucis, pas vrai ?

Là c'est pareil, sauf que l'énoncé t'écrit : | \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee} | = |Fc|

Posté par
hrnmaxime
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 17:37

Oui là les composantes se déduisent très facilement si on a la valeur numérique....

Il faut donc je suppose que je détermine Fc dans le n°1 pour faire le n°2 ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 17:55

Bof, même pas puisque dans l'exercice n°1 tu n'as que des normes littérales pour les forces ...

En calcul littéral, quelles sont donc les composantes de \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee} dans le repère de l'énoncé ?

Posté par
hrnmaxime
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 18:04

Ah oui c'est vrai j'avais pas vu 🤭

Mais là le problème se pose aussi ici car nous avons la valeur de \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee}

Posté par
gbm Webmaster
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 19:41

Dans ce cas finis la partie 1 avec krinn et reviens quand tu auras fini, cela te perturberas moins.

Posté par
hrnmaxime
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 19:42

Oui c'est la meilleure solution mais à mon avis, cest pas gagné...
Merci encore pour votre implication

Posté par
gbm Webmaster
re : Actions mécaniques - Vecteurs (2/2) 25-04-20 à 20:06

Tu es entre de très bonnes mains : krinn a remis à jour toutes les fiches de mécanique de seconde et de première, il en connaît un rayon sur les concepts nécessaires, il suffit de lui expliquer le contexte et lui montrer ce que tu as assimilé de notre tout premier échange sur le forum.

Bonne soirée,

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 14:25

Bonjour,

Ayant déterminé Fc (108 N), dans la troisième partie, on peut maintenant finir cette dernière partie!
__________________________________________________________________________________________________

 | \overrightarrow{Acable \rightarrow poignee} | = |Fc| = 108 N
_______________________________________________________________________________________________
L'énoncé nous indique que la somme des moments B de Fc et Fm doit être nulle, ce qui nous donne → Mg(Fc) + Mg( Fm) = 0

Comment détermines t-on les 2 moments ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 15:43

Bonjour Maxime,

On détermine chaque moment tout comme on l'avait fait ensemble dans le tout premier sujet :

- étape 1 : on définit un repère : ok, fait par l'énoncé

- étape 2 : on détermine les composantes de chaque force dans ce repère :

\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x = ? \\ Fc_y = ?\end{pmatrix}

\vec{F_M} = \begin{pmatrix}F_{M_x} = ? \\ F_{M_y}  = ?\end{pmatrix}

- étape 3 : calculer le moment de chaque composante de force : "composante x bras de levier au signe près".

En cas de besoin, replonge-toi dans la méthode ici : Vecteurs Moments -Science de l'ingénieur

- étape 4 : écrire l'équation d'équilibre des moments.

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 17:47

Ok je vais suivre ces étapes !

Mais comment déterminer les composantes de Acable → Poignet sachant que l'angle est mal placé ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 18:15

Qu'entends-tu par "angle mal placé" ?

Quelle est la valeur de celui que je viens de dessiner en rouge ?

Projet trottinette (4/4)

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 18:31

Ah oui c'est le théorème des angles opposés par le sommet qui dit que les angles sont égaux ?

Donc l'angle est aussi égal à 9,3°

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 18:35

Bah voilà

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 20:20

Ok donc je reprends:

Etape 2:

Composantes du vecteur  Acable \rightarrow poignee:


 \\ \vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x = sin(9,3) * 108 \\ Fc_y =cos(9,3) * 108\end{pmatrix}

\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x \approx -17,45 \\ Fc_y \approx- 106,8\end{pmatrix}

Pour les composantes de F_m, je n'arrive pas trop à visualiser....
______________________________________________________________

Etape 3 :

Pour le calcul du moment de F_c:
D_x= 26mm soit 0,026m
D_y= 10mm soit 0,01m

M_B(\vec{F_c})= D_x * F_x +D_y * F_y
M_B(\vec{F_c})= 0.026 * 17,45 + 0.01 * 106,8
M_B(\vec{F_c})= 1,5217

J'ai un petit doute sur les signes mais le moment va bien dans le sens trigo

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 06-05-20 à 20:59

Attention au signe :

Citation :
\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x = \textcolor{red}{-} sin(9,3) * 108 \\ Fc_y = \textcolor{red}{-}  cos(9,3) * 108\end{pmatrix}


Heureusement tu retombes sur tes pattes :

Citation :
\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x \approx -17,45 \\ Fc_y \approx- 106,8\end{pmatrix}


Pour ce qui est de \vec{F_m} c'est beaucoup plus facile :

\vec{F_{M}} = \begin{pmatrix} F_{M_x} = 0 \\  F_{M_y} =  - F_M\end{pmatrix}

Oui pour ton équation équation de moment mais krinn te l'a maintes fois répété : des résultats sans unité ça n'a aucun sens physique

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 12:21

Bonjour,

Oui effectivement j'oublie tout le temps de mettre les unités !
On aura donc → M_B(\vec{F_c})= 1,5217 N.m

Mais ce résultat est-il bon car cela me parait faible
_______________________________________________________________________________

En revanche concernant le moment en F_m je comprends bien pour le F_x mais pour F_y, pourquoi c'est -F_m Car il y a bien la ligne d'action là

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 12:51

Bonjour Maxime,

Une chose aussi : attention au nombre de chiffres significatifs !

Ici il faudrait idéalement écrire M_B(\vec{F_c})= 1,5 N.m éventuellement M_B(\vec{F_c})= 1,52 N.m

Il ne faut pas confondre ligne (ou droite d'action) = verticale

et sens = vers le bas.

Le sens direct (= positif) du repère est vert le haut, donc une force verticale, vers le bas aura une composante Fx nulle et une composants Fy négative.

D'où l'importance d'avoir un repère pour une étude, il a un sens, il cadre les choses.

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 15:54

Oui effectivement, il y aussi la question des chiffres significatifs.... Je prends note !

Du coup pour les composantes de Fm:

\vec{F_{M}} = \begin{pmatrix} F_{M_x} = 0 \\  F_{M_y} =  - F_M\end{pmatrix}

Ici, F_{M_y} ne peut pas être égale à -F_m

Je dirais plus :

\vec{F_{M}} = \begin{pmatrix} F_{M_x} = 0 \\  F_{M_y} =  - F_M * dy\end{pmatrix}

avec D_y = 50 mm

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 17:16

Là j'ai été à deux doigts de faire une attaque cardiaque : tu confonds composante d'une force (N) et moment d'une force (N.m)

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 17:24

Ci-jointe une fiche rappelant la méthode analytique sur un exemple (deuxième partie) : [lien]

Tu as quelques exemples de détermination des composantes des forces dans le repère défini.

Concernant les moments, c'est par ici : [lien]

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 18:00

J'ai rigolé tout seul en voyant ta réaction

Je viens de regarder la fiche que tu as mis:
L'autre document je l'avais déjà vu...

Donc maintenant je comprends bien pourquoi les composantes de F_m sont :

\vec{F_{M}} = \begin{pmatrix} F_{M_x} = 0 \\  F_{M_y} =  - F_M\end{pmatrix}

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 07-05-20 à 18:35

Ouf !

Il ne te reste donc plus qu'à calculer le moment de cette force par rapport au même point que le précédent et d'exprimer la condition d'équilibre.

J'aurais tendance à t'inciter de mener le calcul littéral jusqu'à son terme avant de conclure par des applications numériques (avec des unités et un nombre de chiffres significatifs acceptable, cela va sans dire).

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 11:20

Bonjour !

Pour le calcul du moment de F_c:

D_y= 50mm soit 0,05m

M_B(\vec{F_m})= D_x * F_x + D_y * F_y
 \\ M_B(\vec{F_m})= 0 + 0.05*(-F_m)
 \\                                    = -0.05 F_m
                            
F_m=\frac{M_B(\vec{F_m})}{-0.05}

Ensuite je ne vois pas comment faire !

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 11:39

Bonjour,

Effectivement, tu auras un moment négatif (sens indirect du repère).

Tu écris l'équation d'équilibre des moments comme tu as pu le faire avec krinn : aucune nouveauté dans cette partie 4. En cas de doute, réfère-toi au pdf du cours sur les moments qui explique ce qu'on en entend pas "équilibre" ou relis attentivement la partie 3.

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 11:53

Équation d'équilibre des moments Mg(Fc) + Mg( Fm) = 0

Je ne suis vraiment pas sur....

On a donc :

Mg(Fc) + Mg( Fm) = 0
1,52  -0.005 Fm = 0
0.05 Fm = 1.52

F_m =\frac{1.52}{0.005} = 30,4 N

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 12:28

Il faut vraiment que tu t'habitues à faire un schéma de la situation avec tout ce qu'il te faut de représenté, cela t'aidera :

Projet trottinette (4/4)

Equation d'équilibre des moments en B :

MB(Fc) + MB(Fm) = 0

avec :

MB(Fc) = + BAx *Fcy + BAy * Fcx

MB(Fm) = - MBx * Fmy

soit MB(Fc) + MB(Fm) = 0

<=> + BAx *Fcy + BAy * Fcx - MBx * Fmy = 0

<=> Fmy = ?

avec

BAx = 10 mm = ... m
Fcy = ... N
BAy = 26 mm = ... m
Fcx = ... N
MBx = 50 mm = ... m

Remarques importantes :
- j'ai fait exprès de changer les notations pour t'habituer à faire face à toutes les situations possibles ;
- si les composantes des forces peuvent prendre des signes "+" ou "-" dans le repère, on ne se soucie plus que des normes dans le calcul d'un moment d'une force (c'est le sens parcouru dans le repère qui donne le signe).

Je viens de me rendre compte qu'il y avait une erreur dans ta projection :

\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x = \textcolor{red}{- cos(9,3 ^o)}  * 108 \\ Fc_y = \textcolor{red}{- sin(9,3 ^o)}   * 108\end{pmatrix}

Je t'ai trouvé ce fichier qui est pas mal pour réviser ces histoire de projection :



Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 12:50

Je comprends pas très bien !

Je dois tout reprendre ou qu'une partie ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 13:08

Je te montre une manière de rédiger un problème de mécanique.

Non, il faut pas que tu reprennes tout :
- corriger les composantes de Fc
- reprendre le calcul final de Fm

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 14:23

Tu t'en sors ?

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 14:31

Oui j'essaie mais il faut que je reprennes le calcul du moment du coup aussi

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 14:38

Je reprends le calcul:

Composantes du vecteur  Acable \rightarrow poignee:


 \\ \vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x = -cos(9,3) * 108 \\ Fc_y =-sin(9,3) * 108\end{pmatrix}

\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x \approx -106.58 \\ Fc_y \approx- 17.45\end{pmatrix}

Pour le calcul du moment de F_c:
D_x= 26mm soit 0,026m
D_y= 10mm soit 0,01m

M_B(\vec{F_c})= D_x * F_x +D_y * F_y
 \\ M_B(\vec{F_c})= 0.026 * 106.8 + 0.01 * 17.45
 \\ M_B(\vec{F_c})= 2,95 N.m

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 14:44

Quelques compléments en bleu :

hrnmaxime @ 08-05-2020 à 14:38

Je reprends le calcul:

Composantes du vecteur  Acable \rightarrow poignee:


 \\ \vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x = -cos(9,3) * 108 \\ Fc_y =-sin(9,3) * 108\end{pmatrix}

\vec{Acable \rightarrow poignee} = \begin{pmatrix}Fc_x \approx -106.58  ~ \textcolor{blue}{N} \\ Fc_y \approx- 17.45  ~ \textcolor{blue}{N} \end{pmatrix}

Pour le calcul du moment de F_c:
D_x =  \textcolor{blue}{BA_y}  = 26mm soit 0,026m
D_y =  \textcolor{blue}{BA_x} = 10mm soit 0,01m

M_B(\vec{F_c})= D_x * F_x +D_y * F_y \\ M_B(\vec{F_c})= 0,026 * 106,8 + 0.01 * 17,45 \\ M_B(\vec{F_c})= 2,95 N.m


Mais c'est bon oui

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 14:51

Ok merci pour la confirmation

Pour le calcul de Fm, est ce que la technique est bonne dans le message de 11h53 ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 14:56

Dans l'idée oui mais n'ignore par mon message du 08-05-20 à 12:28 sur la rédaction.

Dans ton message de 11h53, tu as tendance à faire des applications numériques intermédiaires, à faire des arrondis et donc "dégrader" la précision du résultat final.

C'est d'autant plus important dans un exercice de dimensionnement, car dans certaines applications de l'industrie, la précision doit être < 0,001 mm, autant dire qu'on fait attention à dérouler un calcul littéral jusqu'au bout et conclure par une application numérique, en faisant attention au nombre de chiffres significatifs, etc.

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 15:18

Ok donc je reprends ta notation que tu as mis dans ton message de 12h28:

Equation d'équilibre des moments en B :

MB(Fc) + MB(Fm) = 0

avec :

MB(Fc) = + BAx *Fcy + BAy * Fcx

MB(Fm) = - MBx * Fmy

soit MB(Fc) + MB(Fm) = 0

<=> + BAx * Fcy + BAy * Fcx - MBx * Fmy = 0

<=> Fmy = F_m= \frac{-(Bax * Fcy) * -(Bay *Fcx)}{-M_B_x}


avec:

BAx = 10 mm = ... m
Fcy =17,45 N
BAy = 26 mm =0.026 m
Fcx = 106,58 N
MBx = 50 mm = 0.05 m


Est ce que Fmy est bien ceci ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 15:52

Oui !

Et que donne l'application numérique ?

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 17:11

Application numérique:

 F_M_y = F_m= \frac{-(0.01 * 17.45) * -(0.026 *106.58)}{-0.05}

 F_M_y = F_m= \frac{-2,95}{-0.05}

  F_m= 59 N

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 17:20

Oui !

On a la norme de cette force.

Est-ce que ces notions ce composantes des forces et les moments sont plus claires à travers ce projet ?

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 17:39

Content que le résultat soit juste

Je déclare officiellement qu'après 17 jours cette activité est enfin terminé !

Oui ça va un peu mieux mais j'avoue que comme c'est la première fois que je vois ces notions, elles sont un peu dures à assimilées !!!! (Surtout à distance)

Encore merci !!

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 17:49

Je t'en prie !

Je te conseille de faire la synthèse des 4 parties et de refaire les parties où tu avais rencontré des difficultés.

Ces notions sont primordiales pour la suite de études, garde donc également les fiches que je t'ai fournies ici et, éventuellement, essaie de t'entraîner en faisant des exercices similaires.

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 18:03

Oui il faut que je synthétise tout par rapport aux autres parties et faire la conclusion.

Et ce qui est dommage, c'est qu'avec cette nouvelle réforme du bac, c'est qu'on doit quitter une spécialité parmi les 3 qu'on a déjà.

Et je pense que ce sera malheureusement la SI pour garder les autre primordiales...

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 18:08

Ce sont lesquelles déjà tes deux autres spécialités ?

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 18:10

Mathématiques et Physique-Chimie

Posté par
gbm Webmaster
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 18:18

Pour avoir fait des journées portes ouvertes en début d'année, j'ai pu effectivement être confronté à des première qui ne savaient pas quoi garder comme spécialités en terminale ...

Le mieux est de garder celles qui sont le plus à même de t'appuyer dans ce que tu souhaiterais faire après le bac : classe prépa (et quel type de prépa), université, ...

Mais ceci serait l'objet d'un autre sujet.

Je te laisse poursuivre avec vanoise sur les forces de Laplace.

Posté par
hrnmaxime
re : Projet trottinette (4/4) 08-05-20 à 18:23

Oui c'est vrai que le choix est compliqué et la réforme mal faite !

Oui c'est juste un petit schéma à rajouter en plus...

A bientôt gbm !

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