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Travail et énergie

Posté par
Chou2000
24-03-18 à 15:52

Bonjour à tous,

Je suis bloqué pour un devoir maison de physique,

Un savon de masse m=0,22kg glisse sur un pan en faïence, incliné d'un angle alpha= 15°C par rapport à l'horizontale. Il est laché sans vitesse initiale.
Sur la chronophotographie, le système étudié est représente à une date quelconque. La durée séparant 2 images successives est noté teta. Les forces de frottements f, si elles existent, seront considérées de valeur constante f.

1. Décrire qualitativement les transferts d'énergie du système au cours du mouvement.

L'énergie cinétique augmente : il s'agit d'un mouvement rectiligne accéléré
L'énergie potentiel de pesanteur diminue avec l'altitude.

2. Donner les forces responsables de ces transferts d'énergie.

forces de frottement f / poids P / résistance r  

3. Grace à l'énergie mécanique, déterminer la valeur de f.

Em = Epp + Ec
  = (EppB-EppA) + (EcB - EcA)
  = mg (zB-zA) + (1/2 mvB - 1/2 mvA)
  = (-mg * 35) + (1/2 mvB)

f est une force non conservative donc
Em = AB W(f)= -f. AB
(-mg * 35) + (1/2 mvB) =-f. AB

La méthode est elle correcte ? Si oui comment obtenir vB ?

Travail et énergie

Posté par
dirac
re : Travail et énergie 25-03-18 à 04:54

Hello

1) L'énergie potentielle se transforme en énergie cinétique sous l'effet du travail du poids. Une partie de l'énergie cinétique est dissipée du fait du travail de la résultante des force de frottements

2) Tu ne définis par r. Comme formulé en 1) 2 forces participent aux transferts d'énergie: le poids et la résultante des forces de frottements

3) Ta méthode exprimant la variation de l'énergie mécanique du système entre les points A et B est correcte.
(resterait à mentionner que \vec{f}  et \vec{AB}  sont colinéaires)

Pour déterminer vB, tu utilises la chronophotographie:

Entre t11 = 1,1 s et t12 = 1,2 s le système parcourt la distance d12 = (132-109)/cos(15°)  m  (en supposant que les grandeurs sont exprimées en mètres )
Et une approximation de vB est vB (d12 -d11 ) / (t12 - t11)

Posté par
Chou2000
re : Travail et énergie 25-03-18 à 12:34

Merci beaucoup pour votre réponse,

Vb =( (132 - 109) / cos 15)/0,1 = 2, 38 m/s
L'unité n'apparait pas sur la photo postée mais il s'agit de cm !

(-mg * 35) + (1/2 m 2,38) =-f. AB
                                          -75,2 = - f *(zA / sin )
                                           -75,2 = -f (35*10^-2/sin 15)
                                                     f = 55, 7 J

Cela vous semble-t-il correct ?

Posté par
dirac
re : Travail et énergie 25-03-18 à 22:43

Ec = 1/2mv2

N'oublie pas d'élever la vitesse au carré

Posté par
J-P
re : Travail et énergie 26-03-18 à 11:42

Salut,

Une force en Joules ???

Et mic-mac dans les autres unités, on il y a des cm dans le membre de gauche d'une équation et des m dans le membre de droite et ...

De plus, tu dois absolument réagir lorsque tu trouves une force de frottement largement supérieure à la composante du poids suivant la pente ... alors que le mobile accélère.
Tu dois absolument "sentir" que ta réponse est fausse.
************************

Distance parcourue : AB = 132/cos(15°) = 136,66 cm

En delta t = 11 * 0,1 = 1,1 s

d = a*t²/2
1,3666 = a * 1,1²/2
a = 2,2588 m/s²

a = g.sin(15°) - f/m
2,2588 = 9,81 * sin(15°) - f/0,22
|f| = 0,0616 N
-----

Autrement,

Distance parcourue : AB = 132/cos(15°) = 136,66 cm

vitesse moyenne sur AB : vm = 1,3666 / (11 * 0,1) = 1,24236 m/s

Comme la vitessse varie linéairement (pente constante et f de frottement constante) et que la vitesse initiale est nulle --> VB = 2 * 1,24236 = 2,48472 m/s

Ec(A) = 0
Delta Epp (entre A et B) = -m.g * AB.sin(15°) = -0,22 * 9,81 * 1,3666 * sin(15°) = 0,7634 J
EC(B) = 1/2.m.VB² = 1/2 * 0,22 * 2,48472² = 0,6791 J

0 + 0,7634 - f*AB = 0,6791
0 + 0,7634 - f*1,3666 = 0,6793
|f| = 0,0617 N
-----
Sauf distraction.  



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