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Niveau première
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Skieur en descente

Posté par
roderic
05-04-10 à 15:57

Un skieur de masse m = 90,0 kg(avec tout le matériel) descend une piste inclinée de 14,0° sur l'horizontale à une vitesse constante de 70,0 km.h-1.
Les forces de frottement de la piste sur les skis ainsi que celles de l'air ont une résistante \vec{F} parallèle à la pente.


1. Faire l'inventaire des forces agissant sur le skieur

Eh bien pour moi il y a P (le poids du skieur)
                        R (la réaction pente/skis)
                     et F => comme dans l'énoncé

De plus comme le skieur a un mouvement rectiligne uniforme, \sum{F} = \vec{0}

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

2. Le principe d'inertie permet de calculer F de \vec{F}. Pourquoi ? Calculer F.

là je calcule d'abord P, puis je dis que du coup  R + F = P
...mais apparemment ce n'est pas du tout ça qu'il faut faire, il faudrait faire des projections sur x ??

merci d'avance pour votre aide

Posté par
roderic
re : Skieur en descente 05-04-10 à 16:26



Skieur en descente

Posté par
Junior
re : Skieur en descente 05-04-10 à 17:30

Bonjour,

1. - Poids P, Ok
   - la réaction normale Rn du support et non pas R; car R=Rn+f (en
   vecteur) et f figure dans F
   - les forces de frottements F avec la piste et ceux dus á l'air

2. Très bonne question:
Disons que: +=
Mais cela ne s'entend pas par: u+v=w
Attention, dans le cas où et sont colinéaires et de même sens, l'egalité u+v=w est correcte.
Dans le cas où et sont colinéaires et de sens opposés, on a:
w= |u-v| (valeur absolue)
Si et ne sont pas colinéaires , aucune des 2 égalités précédentes sont correctes ...

Néanmoins, P est colinéaire avec F+Rn vecteur donc P=- (R+F) mais en vecteur

R et F ne sont pas colinéaire, donc je ne peux pas écrire P=R+F (en module)

Pour calculer F plusieurs méthodes existent...

En notant A la résultante de Rn + F
on obtient: A=P (en module); A=-P (en vecteur) et A=F+Rn (en vecteur) mais A(F+Rn) (en module)

F et Rn sont deux vecteurs dont leurs directions forment un angle droit; donc d'après pythagore:

A^2=F^2+Rn^2 (en module)
or A=P (en module) donc:
P^2=F^2+Rn^2
(m*g)^2=F^2+Rn^2 [1]

Calculons Rn:
Rn se compensent avec Py donc Rn=Py (en module)
Utilise la trigonométrie pour calculer Py et trouver alors la valeur de Rn

Tu résouds [1] pour trouver la valeur de F (bien évidemment, F doit etre positive)

SI tu es intéressé á connaitre les autres méthodes, je t'envoie á une fiche où les méthodes qu'on peut utiliser sont expliquées de facon explicite; et si tu trouves quelques difficultés á comprendre, n'hesite surtout pas á demander !

Il suffit de cliquer sur la maison: [lien]

Posté par
Junior
re : Skieur en descente 05-04-10 à 17:32

Voici une figure où j'ai mis toutes les composantes et résultantes dont tu as besoin ...

Skieur en descente

Sauf distraction

Posté par
Junior
re : Skieur en descente 05-04-10 à 17:32

le mouvement est descendant ...

Posté par
Junior
re : Skieur en descente 05-04-10 à 17:35

P est colinéaire avec F+Rn (en vecteur) d'apres le principe d'inertie *

Posté par
roderic
re : Skieur en descente 05-04-10 à 19:14

Merci beaucoup pour votre aide !!

alors alors...
F^2 = P^2 - Rn^2

=> on a P = mg = 90,0 * 9,81 = 88,3 .10 J

en module, Rn = Ry = Py

or on peut calculer Py :

cos\alpha= Py/P

<=> Py= cos\alpha*P
<=> Py= cos14*88,3 . 10
<=> Py= 85,7 . 10 Joules = Rn

on peut donc résoudre [1] : F = racine (P^2 + Rn^2)
F= racine ( 88,3 . 10^2 + 85,7 . 10 ^2 )
F= 12,3 .10 J

C'est bien ça ?

Posté par
roderic
re : Skieur en descente 05-04-10 à 20:14

je rectifie : je ne sais pas pourquoi j'ai écrit J (Joules), mais il s'agit de N (Newton)

Posté par
Junior
re : Skieur en descente 06-04-10 à 08:22

Re,

P= 883 N Ok

Py=Rn=857 N Ok

Une petite erreur:
Or P^2=F^2+Rn^2
donc F^2=P^2-Rn^2
     F=(P^2-Rn^2)
      = 213 N

L'unité Joule (J) est utilisé pour l'énergie et le travail; et l'unité Newton (N), pour l'intensité de la force ...

Posté par
Junior
re : Skieur en descente 06-04-10 à 08:23

Dans mon post précédent, je n'ai pas tenu compte des chiffres significatis ...



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