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Travail d'une force

Posté par
Boloss
29-08-11 à 13:14

Bonjour,

Voilà j'ai un exercice sur le travail d'une force avec le corrigé mais même avec ça je comprends pas..

Un esquimau tire un traîneau sur la glace, avec une corde faisant un angle = 20° par rapport à l'horizontale. La valeur de la force motrice exercée sur le traîneau est F = 100 N.
Le traîneau subit une force de frottement opposée au déplacement et de valeur f.

1. Calculer le travail de la force poids (vecteur)P, de la réaction normale (vecteur)RN et de la force (vecteur)F au cours d'un déplacement rectiligne horizontal sur une distance AB = 500 m.

2. Ce déplacement s'effectue à vitesse constante. Calculer la valeur de f.

Le corrigé :

1. Le travail du poids et le travail de la réaction sont nuls car ces deux forces constantes sont orthogonales au déplacement.
La force de traction (vecteur)F est une force constante, donc le travail de cette force, au cours du déplacement AB s'écrit :
WAB((vecteur)F)= (vecteur)F.(vecteur)AB = F x AB x cos20
ainsi WAB((vecteur)F)= 47,0 kJ. Le travail de cette force est moteur.

2. Le déplacement se fait à vitesse constante donc la somme des travaux des forces appliquées au traîneau est nulle. Le travail de la force de frottement est donc opposé à celui de la force motrice, soit                   W((vecteur)f) = - 47,0 kJ.
Or le travail de cette force au cours du déplacement AB s'écrit W((vecteur)f) = (vecteur)f . (vecteur)AB = f x AB x cos est l'angle formé entre les directions des deux vecteurs.
= 180°, donc cos = -1, donc W((vecteur)f) = -f x AB = - 47,0 kJ.
On obtient donc la valeur de la force de frottement f = -W((vecteur)f)/AB soit f = 94,0 N.


Je comprends la démarche seulement je me demande pourquoi la force de frottement n'est pas égale à la force motrice puisqu'on est dans un déplacement rectiligne uniforme, que les forces se compensent, que le poids est égal à la réaction puisqu'on est à l'horizontale.. Je me trompe sûrement mais je vois pas où, quelqu'un pourrait m'éclaircir ?
Merci.

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail d'une force 29-08-11 à 14:17

Bonjour,

La force exercée par la corde sur le traineau n'est pas horizontale. Elle vaut 100 N mais est inclinée de 20° sur l'horizontale.
Elle pourrait être décomposée entre :
. une force horizontale qui travaille, d'intensité Fhor = 100 cos(20°) 94 N
. une force verticale qui ne travaille pas (car de direction perpendiculaire au déplacement), d'intensité Fver = 100 sin(20°) 34 N

Les deux forces qui travaillent sont bien égales et opposées. Le mouvement sera en effet rectiligne et uniforme.

Posté par
Boloss
re : Travail d'une force 29-08-11 à 15:27

Ok merci beaucoup

Posté par
Coll Moderateur
re : Travail d'une force 29-08-11 à 17:12

Je t'en prie.
A une prochaine fois !



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