Niveau première

schema des forces cycliste dans une monté

Posté par
madexplorer 13-02-14 à 15:54

Bonjour
je voudrai savoir si mon schéma est bon et si c'est le cas comment il peut être amélioré:

sur géogébra: (probleme d'enregistrement format accepté)

systeme {vélo + cycliste }  M = 8O kg  g = 9,8 N  P = 784  entrain de monter sur

référentiel terre Vitesse constante (25 Km H^-1 plan incliné 3,44° déplacement rectiligne, Galiléen

Principe d'inertie sommes vecteurs  P + F + R = vecteur nul

Récation
$\vec{R}$
décomposé en
$\vec{Rn}$    perpendiculaire au plan
$\vec{Rt}$    frottement roue avant 5 N (vers l'arrière)
$\vec{R't}$    frottement roue arrière (vers l'avant)

Force résistance Vent   $\vec{F}$ (donné à 45) (vers l'arrière)

vecteurs forces :  P R (Rn+Rt+R't) F

$\vec{P}\;\;\begin{array}{|c}0 \\ 784 \end{array}$

$\vec{R}\;\;\begin{array}{|c}R't - 5 \\ Rn \end{array}$

$\vec{F}\;\;\begin{array}{|c}45 \\ 0 \end{array}$

Je pense que c'est tout .

merci pour vos conseils

Posté par re : schema des forces cycliste dans une monté 14-02-14 à 07:59

Bonjour,

Pourrais-tu faire l'effort de recopier mot pour mot l'énoncé pour que l'on puisse t'aider ?

Il y a de nombreuses corrections à faire dans ce que tu proposes (dans la mesure où j'ai compris ce qui serait demandé).

Posté par re : schema des forces cycliste dans une monté 15-02-14 à 15:26

Bonjour Coll, merci pour votre intérêt

Sans pédaler, un cycliste descend une cote rectiligne de pente p = 6 ,0% à la vitesse constante V + 25 km.h_-1.

La masse du système {cycliste = vélo } est M = 80 Kg. On décompose la réaction de la route  sur chaque roue en une composante $\vec{Rn}$ et une composante $\vec{Rt}$ ou force de frottement; Rt = 5 N .

Calculer la valeur F de la force de frottement de l'air sur le système {cycliste = bicyclette}

Le cycliste roule sur une route horizontale à la même vitesse. la force de frottement exercée par la route sur la roue avant a même valeur qu en Q?1 il en est de même pour la force de r frottement de l'air.

représenter la composante $\vec{R't}$ de la force de frottement de la roue arrière. dans ce cas la roue arrière est motrice.

Calculer la valeur R't de cette force de frottement.

Même question si le cycliste monte maintenant une côte de pente 6,0%.

ce que j'ai trouvé :

désolé pour le schéma je n'ai pas encore d'idée pour le faire.
(du point G les vecteurs forment un tringle) ...

l'angle de la pante est  sin = 6/100 donc =sin^-1(6/100) 3,44°

M=80Kg P = mg = 9,8 * 80 Nkg/kg= 784 N

$\vec{R}$ = $\vec{Rt}$ + $\vec{Rn}$

$\vec{Rt}\;\;\begin{array}{|c}-5 \\ 0 \end{array}$

$\vec{Rn}\;\;\begin{array}{|c} 0 \\ cos 3,44 * 784 \end{array}$

$\vec{Rn}\;\;\begin{array}{|c} 0 \\ 782,5 \end{array}$

$\vec{R}\;\;\begin{array}{|c} 5 \\ cos 3,44 * 784 \end{array}$

$\vec{P}\;\;\begin{array}{|c}- sin 3,44 * 784 \\ - cos 3,44 * 784 \end{array}$

$\vec{P}\;\;\begin{array}{|c} - 47 \\ - 782,59 \end{array}$

$\vec{F}\;\;\begin{array}{|c} 47-5 \\ 0 \end{array}$

Par pythagore

784² = 782,5²+(5+F)²

614656 = 612306,25 + 25 + 10F + F² = F² + 10F - 2188

b² - 4ac = 100 - (-4*2188) = 8852  deux solutions X₁ et X₂

X₁ = - b -   /  2  = - 52

X₂ = 42

Le cycliste sur le plat
Rt = 5 N frottement

P = 784 N

F = 42 N

R't = Frottement roue arrière force motrice  A CALCULER

SELON PRINCIPE D' INERTIE

$\vec{P}$ + $\vec{R}$ + $\vec{F}$ = $\vec{0}$

$\vec{R't}$ DOIT COMPENSER $\vec{Rt}$ ET $\vec{F}$

et  R't = 42 + 5 = 47

Dans une monté de 3,44 °

Dans le repère orthonormal Oxy   avec (Ox) l'axe se situant sur le plan incliné et (Oy)  normal a ce plan

$\vec{P}\;\;\begin{array}{|c} - sin 3,44 * 784 \\ - cos 3,44 * 784 \end{array}$

$\vec{F}\;\;\begin{array}{|c} 42 \\ 0 \end{array}$

$\vec{R}\;\;\begin{array}{|c} X \\ cos 3,44 * 784 \end{array}$ =

$\vec{Rn}\;\;\begin{array}{|c} 0 \\ cos 3,44 * 784 \end{array}$ + $\vec{Rt}\;\;\begin{array}{|c} -5 \\ 0 \end{array}$ + $\vec{R't}\;\;\begin{array}{|c} ? \\ 0 \end{array}$

Je trouve grâce au schéma que R't = Rt + F + force gravitationnel du a la pente.

cette force je l'ai calculer dans le triangle rectangle Rn P et cette force

par pythagor la partie de R't ² = 784² - 782,59² = 2208  et la = 47 N

La force motrice R't compense le force frottement, la force résistance air, la force gravitationnelle due à la pente.

Voilà   j'espère que j'ai bon car j'ai luté avec le schéma,

Mes questions qui en ressortent ::

est ce que c'est bon ?
que vient faire la vitesse 25 KmH-1  a part pour donner une vitesse constante et etre dans le principe d'inertie?

qu'est ce qu'un Newton exactement, vitesse dans une chute d'un objet d'une masse déterminé je crois?

comment déterminer les signes des modules des vecteurs ???

Merci

Posté par re : schema des forces cycliste dans une monté 16-02-14 à 08:16

Plusieurs remarques ou réponses :
. À aucun moment n'interviennent ni la composante du poids perpendiculaire à la route ni les composantes de la réaction du sol perpendiculaires au sol. Seules interviennent les forces ou les différentes composantes de forces parallèles au mouvement, donc parallèles à la route.
. Voilà qui va simplifier les écritures...
. Il est indispensable de commencer par choisir un référentiel et un repère dans ce référentiel ; d'après ce que je viens d'écrire le seul axe intéressant du repère (différent pour les trois situations) sera celui qui est parallèle à la route, et donc parallèle au mouvement.
. Il est certainement naturel d'orienter cet axe dans le sens du mouvement.
. Pythagore n'a rien à faire dans ce problème...
. Il est inutile de calculer l'angle de la pente. Savoir que cette pente vaut 6/100 suffit.
. La valeur de 25 km.h^-1 n'intervient pas. Elle donne une idée et intéressera le cycliste qui se pose des questions sur la résistance de l'air en fonction de la vitesse. Comme tu l'as écrit, ce qui est important ici est que cette vitesse soit constante et que l'on puisse appliquer la première loi de Newton.
. Un newton (symbole : N) est l'unité de force. Par exemple le poids est une force. À la surface de la Terre un corps dont la masse vaut 100 grammes a un poids d'environ 1 newton.
. Si un vecteur est parallèle et de même sens que l'axe sur lequel il est projeté, sa coordonnée sur cet axe sera positive.
_____________

1^er cas : la descente
Les forces de frottement des deux roues sont toutes deux orientées dans le même sens. Comment pourrais-tu expliquer que ce soit vers l'avant pour une roue et vers l'arrière pour l'autre ?
Donc... je ne trouve pas comme toi !

Posté par re : schema des forces cycliste dans une monté 16-02-14 à 12:41

Bonjour Coll,

pour la descente

* bien sur les deux roues sont en "roue libre" est la force de frottement va vers l'arrière, et ce que j'ai compris de l'énoncé de l'exercice c'est que la force de frottement Rt est au total de 5 Newton,

* positionné par rapport au centre d'inertie du système vélo cycliste.

* R't force motrice vers l'avant correspond à la question 2 et 3 ou le cycliste doit fournir un effort pour avancer. à l'encontre de la résistance de l'air et de la route puis de la pente qu'il gravi dans la question 3.

* positionné sur le centre d'inertie du système vélo cycliste.

* mais que vaut un Newton exactement ? c'est une force qu'acquière un objet s'il était lâché dans le référentielle terrestre, n'est pas?

* pas de perpendiculaire au plan? Rn n'est pas une composante de R? qui intervient dans les calcules?

là je décroche, je n'ai pas le recule nécessaire pour comprendre.

avez vous des conseils pour pouvoir joindre un schema?

Bon Dimanche, il fait beau, je vais prendre l'air, et merci

Posté par re : schema des forces cycliste dans une monté 30-12-16 à 00:30

Pourrais-tu envoyer ton fichier geogebra?

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