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Travail des forces (1èreS)
Bonjour à tous,
J'aurais juste quelques petites questions sur un exo:
Je vous passe pas l'énoncé entier, c'est un résumé 
:
Un voiture tire une caravane de 500 kg en descendant une pente de 6% ( = 5,4° ?) et de longueur 200m à la vitesse constante de 70km/h
On précise que le centre d'inertie de la caravane descend de 6,0 m lorsqu'il parcourt 100m et que dans cet exercice la caravane est considérée comme une solide en translation.
Il y a des frottements f qui s'opposant au mouvement de valeur 1,0.103 N
- Alors on me demande de faire le bilan des forces:
J'ai mis (en détaillant), le poids P, la réaction normale du support Rn, les frottements f et la force de traction de la voiture T (je pense que ça au moins c'est bon ^^)
- On me demande ensuite la résultante de ces force.
J'ai mis que c'était T la force de traction mais je sais pas comment justifier ??
- On me demande après de calculer le travail du poids P et des frottements f pour un déplacement L.
j'ai mis pour les frottements:
W(f) = - f x L = -2.0.105 J
W(P) = P x l x cos (5,4°+90°) = 51 x 200 x sin (5,4) = 959 j .
Mais je suis pas absolument pas sur de ces résultats si quelqu'un a le courage de refaire les calculs ou même de donner la méthode ça serait sympas.
- Puis on me demande d'en déduire le travail de la force de traction T pour un déplacement de L
Est ce que c'est:
W(P)+W(f)+W(Rn) = W(T)
ou
W(P)+W(f)+W(Rn)+ W(T) = 0
??
Merci de prendre le temps de répondre à ces quelques questions!
Bonjour,
Oui pour le bilan des forces.
La résultante : les mots importants de l'énoncé sont
à la vitesse constante
Alors, première loi de Newton, que vaut la résultante des forces ?
Oui pour le travail des frottements.
Pour le travail du poids : de combien de mètres le poids a-t-il travaillé dans sa direction c'est-à-dire selon une verticale ? Et la réponse s'obtient beaucoup plus facilement. (Ta réponse actuelle est fausse ; d'où vient ce 51 ? ; et tu n'utilises pas la méthode la plus simple, même si on peut utiliser - à condition que ce soit correctement - une méthode semblable à la tienne).
Oui tu es bien parti(e) pour la dernière question. C'est le théorème de l'énergie cinétique. La vitesse est constante, donc l'énergie cinétique est constante, donc la variation d'énergie cinétique est nulle et c'est la somme des travaux des forces extérieures appliquées au solide.
Merci d'avoir répondu!
Pour la résultante: la voiture a un mouvement retiligne uniforme donc la somme des forces extérieurs est nulle ? Mais je vois pas le lien avec la force de traction ?
Autre question: la force de traction est considérée comme une force extérieure ou pas ?
Pour le poids: le 51 c'est simple j'ai fait P = mg = 500 x 9,8 = 51 N !
Autrement on dit que le centre d'inertie de la caravane descend de 6,0 m lorsqu'il parcourt 100m donc il descent de 12 m sur toute la descente... Je pensais bien que c'était faux le poids mais je comprends comment faire ?
Merci de m'aider
Le mobile auquel on s'intéresse est la caravane. Par rapport à ce mobile la force de traction de la voiture est bien une force extérieure.
C'est peut-être simple, puisque tu le dis, mais chez moi 500 * 9,8 ça ne fait pas 51 
Oui sur 200 m de parcours le centre de gravité de la caravane est finalement descendu de 12 m
Avec la valeur du poids et celle de ce déplacement vertical il est facile de calculer le travail du poids (puisqu'on est en descente ce travail est moteur, la force agissant dans le sens du déplacement)
Le lien avec la force de traction ? Il est dans la dernière question. Tu connais la somme des travaux ; tu connais le travail des forces de frottement et le travail du poids ; il est facile alors de calculer le travail de la force de traction et en conséquence la valeur de cette force elle-même.
ah oui, non petite erreur de calculatrice (j'ai fait divisé au lieu de multiplié 
)
Et si je fais le même calcul mais avec la bonne valeur pour le poids c'est quand même faux ?
Sinon, c'est en rapport avec l'altitute ? W(P) = P x (za - zb) = mg x (za - zb) ?
C'est bon ! Donc le poids vaut 4 900 N
Le travail moteur du poids est 4 900 * 12 = 58 800 J
Le travail résistant des forces de frottement est de -200 000 J
Quel est le travail nécessaire de la force de traction (moteur ou résistant ? ) exercée par la voiture pour que la vitesse reste constante ?
Eh bien je pense que c'est:
D'après le principe d'inertie, on a:
W(P) + W(f) + W(Rn) + W(T) = 0
58000 + -200000 + 0 + W(T)= 0
-142000 + W(T) = 0
Donc W(T) = 142 000 J
C'est moteur.
c'est ça ?
merci
Le travail moteur du poids étant 58 800 J
le travail moteur de la voiture est 141 200 J
Tu vois que si la pente devient très forte il peut se faire que ce travail moteur de la voiture devienne... négatif, c'est-à-dire que ce travail est résistant. Cela veut dire que dans cet autre cas la voiture résiste, freine la caravane qui pousse la voiture ; cette situation peut être dangereuse.
Coll c'est pas logique du tout !
POurquoi 58800*12 , pourquoi on ne trouve pas le même rsultat avec le calculde arkange même avec la bonne valeur du poid, pourquoi tu conclut cela sur la caravane alors que la pente n'est intervenue dans aucun de tes calculs ?
Bonjour Faquarl,
Tu n'as pas lu avec assez d'attention ! La caravane parcourt 200 m sur une pente à 6 % et donc descend de 12 m
Quand on multiplie le poids de la caravane (4 900 N) par 12 m pour avoir le travail du poids on fait bien intervenir la pente... avec la différence d'altitude de 12 mètres ...
OK, t'a raison pour la pente, mais pourquoi on ne trouve pas le même calcul avec la méthode W(P) = P.L ( enfin le produit scalaire quoi... ). De plus je ne comprends pas ta conclusion : pour que le travail de la voiture soit négatif, il faudrait que la pente change d'inclinaison ; / au lieu de \ par exemple .
H j'ai enfin eu l'illumination 
donc si mon raispnnemùent est juste, c'est pour une pente de 20% qu'il commence a y avoir des probmèmes alors non ?
C'est bien de vouloir comprendre.
Bien sûr on trouve le même résultat avec l'autre méthode
Le poids : 500 * 9,8 = 4 900 N
La composante du poids parallèle à la route : 4 900 * sin
= 4 900 * 0,06 = 294 N
Le travail de cette composante
294 * 200 = 58 800 joules
Un travail résistant est celui d'une force qui s'oppose au mouvement. Si la voiture freine (dans la descente) elle s'oppose au mouvement et à ce moment-là le travail n'est plus moteur mais résistant !
Pourquoi c'est pas 200m pour la dista,nce ( dans ton calcul a toi ) parce que dans mon cours c'est pas spécifié que le travail s'effectue dans la direction de la force ( j'ai pas de scanner donc je ne peut pas te montrer les schémas dommage..)
Looool on avait pas bon du tout finalement la prof l'a corrigé et elle ne trouve pas les mêmes résultats... Faut dire qu'au poids elle trouve 1.0*10^3.... Je ne comprends pas ce qu'elle a fait c'est peut etre a cause des chiffres significatifs..
Pour le travail : produit scalaire du vecteur force par le vecteur déplacement (donc éventuellement avec un cosinus de l'angle entre ces deux vecteurs).
Méthode alternative : prendre la projection du vecteur force (par exemple, mais c'est souvent ce que l'on fait) sur le vecteur déplacement et ensuite faire le produit scalaire de ce vecteur composante selon le déplacement par le vecteur déplacement. Avec cette méthode le cosinus est :
. soit +1 si le travail est moteur (direction et sens de la force identiques à la direction et au sens du déplacement)
. soit -1 si le travail est résistant (direction identique mais sens opposés pour le vecteur composante et pour le vecteur déplacement)
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