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Théorème du centre d'inertie

Posté par
Mounkaila144
18-12-18 à 00:22

On dispose d?une poulie fixe, de masse négligeable au sommet d?un plan incliné d?angle ?= 30° par rapport à l?horizontale. A la gorge de cette poulie passe un fil inextensible supportant deux solides en équilibre ( S1) à gauche et ( S2) à droite, de masses respectives m1 et m2. Le système est mis en mouvement par une masse m posée sur le solide ( S2 )

1°) Faire un schéma soigné du dispositif avec les différentes
forces appliquées.
2°) En appliquant le théorème du centre d?inertie, donner l?expression de l?accélération a du système. Les forces de frottement sont considérées nulles. AN : g = 10 m.s?2; m1=160 kg ; m2= 80 kg et m = 60 kg.
3°) Le solide ( S1 ) sans vitesse initiale du point A, considéré comme origine, à la base du plan incliné, vers le sommet de ce plan. Quel temps mettra-t-il pour parcourir la distance AB=9m sur ce plan. Quelle est alors sa vitesse au point B ?
4°) Calculer la tension du fll et la réaction du plan incliné.
5°) On suppose maintenant que les forces de frottement sur le plan incliné ne sont pas nulles, mais équivalentes à une force unique f = 300 N, de même direction que le déplacement mais de sens contraire. Donner la nouvelle expression de l?accélération a du système en utilisant le théorème de l?énergie cinétique et faire l?application numérique.

Théorème du centre d\'inertie

***image recadrée***

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 00:37

2) en applican le Théoreme du centre d'inertie au solide S2
m2g-T=m2a
en applican le Théoreme du centre d'inertie au solide S1
-m1gcos(α) +T=m2a
En faisant T=T
J'aurais a=\dfrac{m_2g-m_1cos(\alpha)}{m_1+m_2}=5.77.10-3 m/s
Du coup je doute que ce soit comsa

Posté par
mmalou Webmaster
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 08:10

Citation :
comsa

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q26 - Pourquoi dois-je écrire mon message dans un français correct ? Pourquoi le langage SMS est-il interdit sur l'Île ?


merci de respecter....

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 08:22

D'accord s'il-vous-plaît pouvez-vous m'aider ?

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 08:46

Bonjour,

Ta méthode est la bonne mais tu n'as tenu aucun compte de la présence de la surcharge de masse m qui est posée sur S2

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 08:55

Si j'ai supposé que m2 est la somme des deux masse

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 09:11

Citation :
Si j'ai supposé que m2 est la somme des deux masse
Ne jamais faire cela sans l'annoncer clairement !


Si tu fais le schéma soigné du dispositif avec les différentes forces appliquées demandé à la question 1 tu pourras constater que c'est sin() qui intervient dans le calcul et non cos()

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 09:33

a=\dfrac{m_2g-m_1sin(\alpha)}{m_1+m_2}=2m/s2
Là j'suis d'accord du résultat

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 10:15

Pas moi !

Tout d'abord il manque un " g " au numérateur qui est multiplié par m1*sin()
Cette erreur ( je m'en rends compte maintenant ) figurait déjà dans ton post 18-12-18 à 00:37

Et puis ....
Tu n'as pas le droit de modifier les notations de l'énoncé.
Donc m2 est égal à 80 kg et tu ne peux pas revenir là dessus.
Si tu tiens à confondre la masse de S2 avec celle de la surcharge il te faut écrire quelque chose dans le genre de :
"Soit M = m + m2 la masse de S2 et de sa surcharge."

L'accélération prise par l'ensemble est alors :

\large a= \dfrac{\left(M-m_1sin(\alpha)\right)g}{m_1+M}

En revanche, l'application numérique est exacte.

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 10:43

3) on sait que V0=0 x0=0
Don x=at2=> t2=x/a
•pour x=9m
T=\sqrt{4.5}=2.12s
VB=at=4.24m/s

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 10:56

Citation :
Don x=at2=> t2=x/a
Non.


Pour un mouvement rectiligne uniformément varié avec abscisse à l'origine nulle et vitesse initiale nulle :
x(t) = (1/2) * a * t²

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:01

Oh j'ai oublié ça
Donc
t=3s
VB=6m/s

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:21

4)T=Mg-Ma=1120N
En appliquant le théorème du centre d'inertie au solide S1
J'aurais
-m1gcos(α)+R=\frac{dV}{dt}=0
Donc R=m1gcos(α)=1385.64N

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:22

Exact !

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:25

Attention :
" Exact " concernait ton post du 18-12-18 à 11:01
Pour le post suivant(18-12-18 à 11:21) je n'ai pas encore vérifié.

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:29

C'est exact aussi pour les valeurs de T =1120N et de R=1386N

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:34

5)a=\dfrac{Mg-Ma-f}{m_1}-gsin(\alpha)=0.125m/s2

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:37

Non,

Mais comme tu n'indiques pas le détail de tes calculs je ne peux pas situer l'origine des erreurs.

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 11:41

5)T=Mg-Ma
T=m1(a+gsin(α))+f
a=\dfrac{Mg-Ma-f}{m_1}-gsin(\alpha)=0.125m/s2

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 12:09

Ton calcul exprime " a " en fonction de " a " . Le but n'est pas atteint.

Mais surtout l'énoncé impose d'utiliser le théorème de l'énergie cinétique.
Tu es donc "hors sujet"

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 12:31

2) en applican le Théoreme du centre d'inertie au solide S2
Mg-T=Ma
en applican le Théoreme du centre d'inertie au solide S1
-m1gcos(α) +T-f=m1a
En faisant T=T
J'aurais a=\dfrac{Mg-m_1cos(\alpha)-f}{m_1+M}=-0.95m/s2

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 12:37

5°) en applican le Théoreme du centre d'inertie au solide S2
Mg-T=Ma
en applican le Théoreme du centre d'inertie au solide S1
-m1gsin(α) +T-f=m1a
En faisant T=T
J'aurais a=\dfrac{Mg-m_1sin(\alpha)-f}{m_1+M}=1m/s2

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 13:31

Ce dernier résultat et son application numérique sont exacts.
Mais tu restes hors sujet ....

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 13:40

En utilisant le théorème de l'énergie cinétique c'est impossible je pense

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 13:43

Pas d'accord !

Posté par
Mounkaila144
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 14:19

Je ne sait pas comment dois-je faire

Posté par
odbugt1
re : Théorème du centre d'inertie 18-12-18 à 14:46

Il est utile de remarquer avant de commencer qu'à un instant donné tous les points du système {S1+S2} ont la même vitesse.
On appellera VA la vitesse de tous les points du système au départ de S1 et on aura donc VA = 0
On appellera VB la vitesse de tous les points du système  au passage de S1 en B
On posera AB = L

Toutes les forces étant constantes le mouvement sera uniformément varié d'accélération a'
On pourra donc appliquer la relation applicable à ce type de mouvement :

V_B^2-V_A^2=2*a'*L

qui deviendra dans le cas de cet exercice :

V_B^2=2*a'*L qui sera la  relation (1)

Une fois ces remarques préliminaires faites il faut appliquer le théorème de l'énergie cinétique à la totalité du système entre les points A et B et tirer à partir du résultat l'expression de (VB)² en fonction de  M, m1, g, f

Cette expression comparée avec la relation (1) prmet d'obtenir l'expression de a'



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