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travail d'une force
bonsoir a tous,
jai un exo de physique a faire sur le trvail des forces, j'ai commencé mais je suis bloqué, pouvez vous m'aider ?
On utilise un tapis roulant pour charger le minerai dans un wagon. la longueur de la partie utile du tapis, incliné dun angle de 30 ° par rapport a l'horizontale, est L = 20m.
1) Efectuez un bilan des forces s'exercant sur un bloc de minerai de masse 50 kg animé d'un mvt de translation rectiligne uniforme ds le referentiel terrestre.
Donc deja la ya le poids, les forces de frottement et est ce qu'il y a la réaction normale du support ??
2) La force de frottement F, exercée par le tapis sur le bloc de minerai est contacte et parallele au tapis. Déterminez son sens et sa valeur.
une fois ue j'aurai trouvé ca, je serai débloqué pr la suite,
merci d'avance
Bonsoir,
Question 1 : le poids est une force verticale ; la force de frottement qui entraîne le bloc est parallèle au tapis, donc inclinée de 30° par rapport à l'horizontale. La somme de ces deux forces ne peut pas être nulle.
Or comme le mouvement du bloc est un mouvement rectiligne et uniforme tu sais que la somme des forces qui s'exercent sur ce bloc est nulle. D'où la réponse à ta question : oui, il faut aussi prendre en compte la réaction normale du support. Et la somme (vectorielle) des trois forces doit être nulle.
Question 2 : elle suit directement la question 1 ; piste : décompose le poids en deux composantes ; une perpendiculaire et une parallèle au tapis...
je vais essayer de t'aider
donc d'abord pour la question 1
moi je dirais qu'il y a la réaction du support , le poids , et la force de frottements
Tu dois faire un dessin :
Le poids, force verticale, vers le bas ; je t'ai conseillé de le décomposer : une composante perpendiculaire au tapis (vers le bas mais pas verticale) et une composante parallèle au tapis (et qui tendrait à faire descendre le bloc)
La réaction normale au tapis (vers le haut, mais inclinée) : elle est égale et opposée à la composante du poids perpendiculaire au tapis
Les forces de frottement : leur rôle est de faire monter le bloc ; elles sont donc...
Rappel : la somme vectorielle des forces est nulle. La projection de cette somme sur tout axe est donc également nulle. Sur l'axe perpendiculaire au tapis, composante du poids et réaction du support s'opposent et s'annulent
Sur l'axe parallèle au tapis...
a ok, mais en + je l'avais fait ce schéma !
donc F : cest de la droite vers la gauche
Le schéma est il juste ?
et pour la valeur je fais comment ?
Laquestion d'apres cest :
3)a) calculer le travail fourni par cette force lors de l'élévation du minerai.
b) exprimer puis calculer le trvail du poids pr ce meme deplacement.
Il faut que la somme vectorielle des forces soit nulle.
Ce n'est pas le cas de ton schéma. Les trois forces représentées n'ont pas une somme nulle.
Je répète qu'il est nécessaire de décomposer le poids en deux composantes (deux forces dont la somme est le poids) : une composante perpendiculaire au tapis et opposée à RN ; et une composante parallèle au tapis (qui va beaucoup ressembler à la force F que tu as dessinée) : à cette composante parallèle au tapis doit aussi s'opposer une force : ce sera la force de frottement. Ce qui te permettra de la calculer puisque tu connais l'angle entre le tapis et l'horizontale.
Travail d'une force (J) : intensité ("norme") de la force(N) x déplacement(m) x cos(force, déplacement)
cest juste ke jai pas fait a l'echelle !!
mais y a pas besoin cest sjute marqué faire un schéma
pour la valeur de f cest 250 N et le travail cest : 250 * 20 * cos combien?
Non je ne critique pas l'échelle.
La résultante de ces trois forces est une force qui est dirigée vers la gauche ; ce ne peut pas être une force nulle. Donc le schéma est faux.
Si l'axe parallèle au tapis est orienté vers le bas alors , force de frottement, vaut bien - 250 N
Si l'axe parallèle au tapis est orienté vers le haut alors , force de frottement, vaut + 250 N...
je comprends rien a ce que vous racontez cest pas grave cest le soir ! le bloc de minerai monteee dc la force frotemmetn va ds lotre sens normalement,
je sais que vous avez raison ms jcomprends pas
C'est le tapis qui monte ; et, parce qu'il y a des forces de frottement entre le tapis et le bloc, le bloc se trouve entraîné vers le haut.
oooooooooooookkkkkkkkkkkkkk lol merci bcp !
et vs pouvez repondre a mon autre question svp ! je prends quel cosinusp r le travail de f ? 0 nn ?
L'angle à considérer est toujours l'angle entre le vecteur déplacement et le vecteur de la force pour laquelle on calcule le travail.
Exemple : pour la réaction du support, l'angle vaut 90° et donc la réaction du support est une force qui ne travaille pas.
Exemple : la force de frottement est la force motrice, qui fait monter le bloc ; elle fait un angle nul avec le vecteur déplacement ; elle exerce un travail positif
Exemple : le poids est la force résistante. Le poids fait un angle de 120° avec le vecteur déplacement ; il exerce un travail négatif
ms derniere kestion :d
le trvail de p est negatif ok il fait - 5000 joules mais le trvail de f est aussi négatif car -250 *20*cos 0 = -5000
Le travail :
forces de frottement : norme de F = 250 N, norme de l = 20 m, 
= 0° ; travail 250.20 = 5 000 J
poids : norme de P = 500 N ; norme de l = 20 m, = 120° ; travail 500.20.(-1/2) = -5 000 J
a oui , je metais trompé ds les coordonée de p javai oublié - sin alfa * P
désolé,
il ya encore 3 kestions :
que peut on conclre de ces resultats ?
On peut conclure que l'énergie est conservée puisque le travail moteur est égal au travail résistant.
Je te rappelle que l'écriture type "SMS" est interdite dans ce forum. Pour ma part j'y suis assez allergique... donc...
ok !
avant derniere question! ouf :d
Exprimer la puissance d la force de frottement dans le referetiel terrestre puis dans le referentiel lié au tapis roulant.
P= W/ delta t
ms comment faire ds des réferentiels différent?
Dans le référentiel terrestre, le bloc de minerai se déplace en gagnant de l'altitude. D'un bout à l'autre du tapis le bloc s'est élevé de 10 m et donc l'énergie potentielle du système Terre-bloc est augmentée de 500 N * 10 m = 5 000 J
C'est le moteur qui actionne le tapis roulant qui a fourni cette énergie.
Dans un référentiel lié au tapis, le bloc ne se déplace pas
Je trouve cette question étonnante. Et quelle est la dernière question ?
o yéé cest trop dur ca ! je coprends pas trop dou sort les 10m
la derniere question : determiner la puissance par rapport au référentiel terreste des forces de frottement exercées par le tapis sur le minerai si la "vitesse de chargement"du wagon est de 3.0 tonnes par minute
et l'vant derneir question il fallait exprimer la puissance donc en watt et vous vous m'avez dit l'energie e njoules
La longueur du tapis est de 20 m
l'angle entre le tapis et l'horizontale est de 30°
donc l'altitude gagnée est 20.sin = 10 m
3 tonnes par minute, c'est bien 50 kg par seconde
le travail pour monter dans le wagon 50 kg est de 5 000 joules. Si ce travail est accompli en 1 seconde la puissance correspondante est ... watts. Combien de watts ?
Oui, 5 000 W ou 5 kW
On ne peut calculer de puissance si l'on ne connaît pas la durée pendant laquelle le travail est accompli. A la question précédente, ne connaissant pas la durée, on peut seulement donner une expression littérale (avec 
t)
Bonsoir !
enfin bon ce n'est pas grave, je me debrouillerai pour la question 4.
merci encore pour tout et bonne fin de soirée
Je crois que tu te "débrouilleras" d'autant plus facilement qu'il a été résolu au-dessus.
A une prochaine fois !
Bonjour, j'ai lu toutes vos réponses mais il y a une chose que je n'arrive pas à comprendre : pourquoi à un moment vous dîtes :
"Je répète qu'il est nécessaire de décomposer le poids en deux composantes (deux forces dont la somme est le poids) : une composante perpendiculaire au tapis et opposée à RN ; et une composante parallèle au tapis (qui va beaucoup ressembler à la force F que tu as dessinée) : à cette composante parallèle au tapis doit aussi s'opposer une force : ce sera la force de frottement."
A ce moment là je suis complètement perdu 
Parce que je pensais qu'il y avait : - P le poids
- R composé de Rn et Rt
- f la force de frottement
Or, vous dîtes pas ça .. enfin bon.. je ne comprends pas grand choses xD
Aussi, dans les schémas qui ont étés faits, on parle de Rn mais pas de Rt ni de R ???!!
Merci, bonne journée.
Bonjour Bliblou,
Le bloc est en déplacement à vitesse uniforme, donc la résultante des forces qui lui sont appliquées est nulle.
Premier système possible (deux forces):
le poids, , force de direction verticale vers le bas
la réaction du tapis, , force de direction verticale vers le haut de même norme que le poids.
Deuxième système possible (chacune des deux forces précédentes décomposée en deux composantes ; ce deuxième système permet le calcul facile des travaux des forces) :
La composante du poids perpendiculaire au tapis
La composante du poids parallèle au tapis (vers le bas, elle effectue un travail résistant)
La composante de la réaction du tapis normale au tapis
La composante de la réaction du tapis parallèle au tapis qui est la force de frottement effectuant un travail moteur.
Les deux composantes perpendiculaires au tapis ont même norme et sont opposées
Les deux composantes parallèles au tapis ont également même norme et sont opposées
D'accord ?
Bonjour Coll, tout d'abord merci de m'avoir répondu.
D'accord je comprends ce que vous m'avez dis ( même si je n'avais jamais entendu parler des deux composantes de P ) mais sur le schéma que j'ai à faire (qui est d'ailleurs identique à celui de Yayaaa) je ne sais pas comment placer ces forces car j'ai toujours appris à faire P :verticale et vers le bas. Et puis R je n'arrive pas du tout à la placée non plus( et je dois bien les placer pour pouvoir faire ensuite un repère et puis calculer les coordonés des vecteurs =>> mes questions sont différentes de celle de l'exercice de Yayaaa .)
Donc comme je disais dans mon message précedant, sur le shcéma qu'avait fais Yayaaa il avait parlé de : Rn, P et f
c'est pourquoi je ne comprends pas pourquoi il n'a pas parlé de Rt ni de R.
Une figure : à gauche le premier système, avant décomposition des forces. A droite le poids et la réaction du tapis ont été décomposés. Dans les deux cas la résultante est nulle.
A d'accord merci .. ça veut dire que Rt est un peu " confondu" avec F ( la force de frottement). Donc sur mon shéma je met juste R et P comme vous l'avez fais puis je rajoute f vers le haut .. je dis l'égalité vectorielle et dans un repère je met les vecteurs : ( voir dessin)
et ensuite je peux dire que :
R( 0;R) P(P ; 0) f ( f.cos ; f.sin)
voila, pouvez vous me dire si mon résonnement est juste et me dire en quoi la somme vectorielle ( sur le dessin s'annule parce que j'ai pas trop compris )
Merci,
Il n'y a pas trois forces ; il n'y a que deux forces : le poids et la réaction du support.
Ces deux forces s'annulent (mon dessin de gauche)
Il est possible de décomposer l'une, l'autre ou les deux forces. Mais il ne faut pas le faire partiellement. Si est décomposée, alors elle donne naissance à deux composantes (et pas seulement une seule) :
se décompose en
et
est perpendiculaire au tapis
est parallèle au tapis ; et on peut appeler
la "force de frottement". La force de frottement est
, ce n'est pas autre chose. Les deux composantes
et
remplacent
. Tu peux vérifier que la somme vectorielle de
,
et
est toujours nulle.
Ayant fait cela il est utile de décomposer aussi selon ces deux mêmes directions (perpendiculaire et parallèle au tapis).
D'accord ?
A ok, je crois avoir compris mais dans mon exercice on parle de la force de frotemment f . Donc ça veut dire que les forces appliquées à mon système sont Rn , P et f ..voila ?
Merci
Oui, cette manière de voir est admissible.
La décomposition d'une force ou au contraire la somme partielle de deux forces dans un problème est une question de commodité : on choisit la représentation la plus facile à comprendre et à interpréter, ou encore la plus facile à calculer.
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