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travail de forces
Bonjour, pourriez-vous m'aider à avancer pour mon DM?
Une péniche M=10t est uniquement tractée par un cheval à vitesse constante à l'aide d'une corde souple tendue sur un trajet de longueur L. La force F exercée par la corde sur la péniche est supposée constante durant tout le trajet . g= 10N/kg
1/ faire l'inventaire des forces extérieures sans exception sur la péniche
2/ ces forces se compensent-elles? justifier rigoureusement
3/ déterminer l'expression littérale du travail de la force F au cours de ce trajet en fonction de la norme des différents vecteurs
4/ arrivée à destination, le cheval s'arrête la corde se détend et la péniche freine alors par ses propres moyens pour passer d'une vitesse initiale de 1.0 m/s à 0.0 m/s sur une distance de 50m. Calculer la valeur de la force de freinage f
pou 1/ j'ai dit : frottements, poids, réaction du sol et traction induite par cheval
2/ j'ai répondu que non sinon la péniche n'avancerait pas
3/ et 4/ je n'ai aucune idée???
le travail de la force est un produit scalaire
vect F.vectL (l est le trajet de la distance à parcourir)
Bonjour,
1)
pour 1/ j'ai dit : frottements, poids, réaction du sol et traction induite par cheval
La péniche flotte, elle n'est pas posée sur le sol. Comment s'appelle la force qui s'exerce sur les corps plongés dans l'eau?
Quant aux "frottements", ici il s'agit plutôt de la resultante des forces horizontales que l'eau exerce sur la péniche ( force hydrodynamique)
2/ j'ai répondu que non sinon la péniche n'avancerait pas
Attention, l'intuition est souvent mauvaise conseillère en physique. Quel est le mouvement de la péniche. Que disent les lois de la physique pour un tel mouvement?
3/ application directe du cours dans le cas
particulier d'une force constante et d'un trajet rectiligne
et 4/ quel est le mouvement de la péniche?
alors je pense que pour 1/ c'est la poussée d'Archimède
par contre force hydrodynamique ,c'est quelque chose que je n'ai pas encore appris en terminale
pour 2/ je lis que la péniche avance à vitesse constante donc son mouvement est rectiligne uniforme donc d'après le principe d'inertie les forces se compensent c'est ça?
pour 3/ W(vect F)= vectF.vectL
=FxLxcos
4/ mouvement rectiligne donc ??? je suis bloquée
pour 4/ je pense avoir trouvé avec le théorème de l'énergie cinétique
Je nomme B le point final et A le point d'arrivée ou le cheval arrête de tracter
1/2mV2B-1/2mV2A=WL(vect f)
-1/2mV2A=-f.L
f= (mV2A)/2xL
ce qui me donne f=100N
C'est ça?
On a 4 forces:
Le poids (verticale)
La poussée d'Archimede (verticale)
La force de traction du cheval (horizontale)
Et comme il faut que les forces se compensent, il y a une 4e force qui est la resultante des forces horizontales exercées par l'eau sur la peniche (tu peux appeler ça la force de "frottement" de l'eau, je pense qu'en terminale, ce sera accepté)
2)
pour 2/ je lis que la péniche avance à vitesse constante donc son mouvement est rectiligne uniforme donc d'après le principe d'inertie les forces se compensent c'est ça?
En physique, à vitesse constante signifie que le mouvement est uniforme (mais pas forcement rectiligne) mais comme le dessin montre que la trajectoire est droite , le mouvement est donc bien rectiligne uniforme
pour 3/ W
=FxLxcos
De façon.plus claire:
Si on appelle AB le trajet (segment de droite)
On a: AB = L
et WAB(
4/ mouvement rectiligne donc ??? je suis bloquée
4) le mouvement est rectiligne et ....
(Ici la force de freinage et supposée constante ce qui aurait dû etre précisé)
Oups! J'avais pas vu...
pour 4/ je pense avoir trouvé avec le théorème de l'énergie cinétique
Je nomme B le point où la péniche s'arrête et A le point où le freinage commence d'arrivée ou le cheval arrête de tracter
1/2mV2B-1/2mV2A=WL(vect f)
-1/2mV2A=-f.L
f= (mV2A)/2xL
ce qui me donne f=100N
C'est ça?
Oui, tb
Mais il faut expliquer pourquoi le travail de f vaut -fL sur le trajet AB
Pour 4/ le mouvement est rectiligne et uniforme
et j'ai mis le signe - devant fxL car cette force oppose une résistance au mouvement de la péniche
Pour 4/ le mouvement est rectiligne et uniforme
Sûrement pas!
que signifie mouvement uniforme?
et j'ai mis le signe - devant fxL car cette force oppose une résistance au mouvement de la péniche
Ça ne suffit pas comme justification.
En fait, il faut refaire un bilan des forces, faire un dessin, et calculer le travail de ces forces.
Oui, la (norme de) la vitesse est constante lors d'un mvt uniforme. Or ici dans la question 4 ce n'est pas le cas.
Mais si tu veux appliquer le theorème de l'Ec on n'a pas besoin de savoir la nature exacte du mouvement, il suffit de calculer le travail des forces lors du freinage.
Quelles dont ces forces?
Et que vaut leur travail lors du freinage?
Ah ok je pense avoir compris ce que vous attendez de moi
La variation de l'énergie cinétique est égale à la somme des travaux de toutes les forces appliquées au système
Par conséquent, les forces appliquées ici sont le poids, la poussée d'Archimède et les forces de frottement
Or Poids et Poussée s'annulent perpendiculaire au trajet
Il ne reste que les frottements opposés au mouvement
Je pense que c'est ça que vous attendiez de moi ?
La variation de l'énergie cinétique est égale à la somme des travaux de toutes les forces appliquées au système
Par conséquent, les forces appliquées ici sont le poids, la poussée d'Archimède et les forces de frottement
Or Poids et Poussée s'annulent sont perpendiculaires au trajet DONC leur travail est nul (même si elles ne compensaient pas, cela serait vrai)
Il ne reste que les frottements opposés au mouvement
On y est.
Donc
W = -fL 
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