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Travail et puissance d'une force constante

Posté par
Othniel2
30-10-19 à 08:41

Bonjour à tous j'espère que vous allez bien.

J'aimerais que vous m'aidez à faire mon DM .

Sujet :
La charge constituée par une voiture , des personnes qui y sont à l'intérieur ,a un poids P =1920N lors d'un voyage.
Dans un premier temps , la voiture parcourt une distance d=150m,sur une partie horizontale de la route , en maintenant la vitesse V1 constante =80k/h.

Dans une seconde phase , la voiture remonte avec accélération , un plan incliné d'un angle =10° par rapport au plan horizontal et parcourt la distance d2 égale à 250mau bout de laquelle sa vitesse atteint 100 km/h,avec une force motrice \vec{F} de valeur 2050N.

Durant les deux phases du mouvement ,les forces de frottement exercées par la route sur la voiture sont assimilées à une force unique de valeur f =0,6×P.

Tu utiliseras 9,8m.s-² comme valeur de l'intensité de la pesanteur g .

Il t'es demandé de montrer que tu sais déterminer le travail et la puissance des forces intervenant dans votre mouvement .

1) Fais l'inventaire des forces appliquées au système (voiture +occupants ) en mouvement lors du voyage .


2)Détermine sur le tronçon  horizontal :

2.1- le travail de chaque force appliquée au système ;

2.2- la puissance de chaque force appliquée au système ;

3) Détermine sur le tronçon incliné :

3.1-le travail de chaque force appliquée au système ;

3-2- la puissance développée par chaque force appliquée au système au bout du tronçon .

Merci d'avance.

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 09:13

Bonjour,

Tout cela est très proche du cours.
Ou en es tu de tes recherches ?

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 09:37

1) Le poids P de la voiture , Le poids Pdes occupants , la réaction du support \vec{R} (la route).

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 09:52

La voiture et les occupants sont mis " dans le même panier "
La force \vec{P} désignera le poids de l'ensemble {voiture + occupants}
OK pour la réaction \vec{R} de la route.
Lis bien ton énoncé : Il te manque une force.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 11:49

OK monsieur.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 11:51

Oui c'est la force unique f=0,6×P

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 12:13

Oui,
Il s'agit de la force de frottement \vec{f} dont la direction est celle de la vitesse, mais dont le sens est opposé à celui de la vitesse.

Pour la question 2, tu as donc trois travaux et 3 puissances à calculer.
Je te conseille de faire un schéma représentant la voiture et la route sur laquelle tu placeras aussi le point de départ A et le point d'arrivée B.
Sur ce schéma représente par des vecteurs chacune des 3 forces que tu as identifiées.
Le schéma devrait t'aider à répondre aux questions posées.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 12:42

OK merci monsieur.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 14:00

Voici ce que j'ai fait :

\vec{MN} représente le poids  \vec{P}

Et \vec{QO} représente la réaction du support \vec{R} (ignorez le point P .

Travail et puissance d\'une force constante

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 14:03

L'angle qui se situe entre (AB) et l'autre droite est l'angle =10° mais je ne sais comment placer f.

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 14:31

En général, on se simplifie la vie en représentant l'origine des vecteurs de toutes les forces au même point qu'on choisit au centre de gravité.

Phase 1 du mouvement :
Je t'ai indiqué qu'il te manquait une force.
J'aurais du dire qu'il t'en manquait deux :

Je récapitule les 4 forces :
Le poids \vec{P} de l'ensemble {véhicule + passagers}
La réaction \vec{R} de la route.
La force de frottement \vec{f}
La force motrice \vec{F} décrite par l'énoncé.

Si le véhicule par de A pour aller à B, alors tu l'as mal orienté.
Le vecteur vitesse est de direction horizontale dirigé de A vers B. Tu n'es pas obligé de le représenter car une vitesse n'est pas une force.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 14:35

OK monsieur .

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 14:50

le vecteur en cette couleur représente la reaction \vec{R} du support

Travail et puissance d\'une force constante

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 15:14

Je ne comprends pas grand chose à ton schéma.
Je te propose celui ci sur lequel on identifie clairement les 4 forces exercées.
La voiture est symbolisée par un simple rectangle. Elle se déplace de A vers B
Toutes les forces sont représentées à partir du centre de gravité G

Travail et puissance d\'une force constante

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 15:30

D'accord monsieur ,mais il manque l'angle =10°

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 16:01

Cet angle ne concerne que la 2ème phase.
On peut s'en passer pour l'instant.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 16:07

OK monsieur .

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 16:12

On sait que W \vec{P}= P×h
Or P =1920N mais on ne connais pas h .

Comment faire ?

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 16:20

" h " est la différence de niveau entre le point de départ et le point d'arrivée.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 16:39

OK donc le point de départ ici c'est A et le point d'arrivé est B mais il n'ya pas de donnée concernant ces deux points .

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 17:41

Mais si !
L'énoncé dit :
" Dans un premier temps , la voiture parcourt une distance d=150m, sur une partie horizontale de la route , en maintenant la vitesse V1 constante =80k/h.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 17:54

Ok monsieur

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 17:58

Donc h =d1-d2

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:30

h est la hauteur , mais pourquoi doit on calculer h =départ - arrivée or la hauteur est verticale et du départ jusqu'à l'arrivée est une horizontal ,pourquoi (je vois pas le rapport ici)

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:38

Comme déjà indiqué :
" h " est la différence de niveau entre le point de départ et le point d'arrivée.
Quelle est la différence de niveau ( ou d'altitude ) entre A et B ?
Voir ma figure si nécessaire !!!

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:43

Donc h =0

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:45

Nous y sommes !

Tu n'as plus qu'à appliquer ce que tu préconisais dans ton post du 30-10-19 à 16:12

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:50

OK W(\vec{P})=P ×h or h=0

D'où  OK W(\vec{P})=P

OK W(\vec{P})=1920N

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:53

Oups  OK W(\vec{P})=P ×h or h=0

Donc  W(\vec{P})=P × 0


W(\vec{P})=1920×0


OK W(\vec{P})=0

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 18:59

W(\vec{R})= -W(\vec{P})

Or W(\vec{P})=0

D'où W(\vec{R})=0

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:00

P = 1920N  ...............   Oui
W(\vec{P})=P ×h ...............  Oui
h = 0  ............................. Oui

W(\vec{P})=1920N .........Evidemment non !
(et en plus un travail exprimé en Newton ! Cela ne fait pas très sérieux.)

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:01

W(\vec{F})=\vec{F}. \vec{AB}

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:02

odbugt1 @ 30-10-2019 à 19:00

P = 1920N  ...............   Oui
W(\vec{P})=P ×h ...............  Oui
h = 0  ............................. Oui

W(\vec{P})=1920N .........Evidemment non !
(et en plus un travail exprimé en Newton ! Cela ne fait pas très sérieux.)
voyez mon post de 18h 53

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:11

Oui

Le poids et la réaction de la route sont perpendiculaires au déplacement.
Les travaux de ces deux forces sont donc nuls.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:12

odbugt1 @ 30-10-2019 à 19:11

Oui

Le poids et la réaction de la route sont perpendiculaires au déplacement.
Les travaux de ces deux forces sont donc nuls.
OK monsieur .

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:14

Excusez pour ce OK monsieur quelque peu abusif

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:17

Othniel2 @ 30-10-2019 à 19:01

W(\vec{F})=\vec{F}. \vec{AB}
<=>F× AB cos(F,AB)

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:18

Il paraît que intervient ici .

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 19:35

<=> W(\vec{F})=250(150+350)cos10°

<=>W(\vec{F})=250×400×0,98

<=>  W(\vec{F})=98480,7753N

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:06

W(\vec{F})= -W(\vec{<i>f</i>})

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:09

Oups W(\vec{F})= -W(\vec{f})

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:11

D'où W(\vec{f})=-98480,7753N

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:16

Je ne comprends pas ce que tu fais.

Tu devrais lire l'énoncé ( C'est très utile )
Nous sommes toujours en terrain horizontal.
Tu as calculé les travaux du poids et de la réaction de la route et trouvé que ces deux travaux sont nuls.
Il te reste à calculer les travaux de la force de frottement \vec f et de la force motrice \vec F ainsi que la puissance des 4 forces.
Il te manque encore 6 résultats avant de passer en terrain incliné.


L'angle n'a aucune raison d'intervenir.
Il n'aura un rôle à jouer qu'en terrain incliné dans la question 3)

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:25

OK monsieur.

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:29

J'ai bien lu le texte .

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:42

Les \vec{f} et   \vec{F } sont opposés n'est ce pas ?

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:43

D'où \vec{f}=-  \vec{F}

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:46

Donc W(\vec{f})=- W  \vec{F} non ?

Posté par
Othniel2
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 20:47

<=>  W(\vec{f})=- 98480,7753N

Posté par
odbugt1
re : Travail et puissance d'une force constante 30-10-19 à 21:53

Oui, \vec{f} et   \vec{F } sont opposés mais il ne suffit pas de l'affirme, il faut le justifier.

En revanche, je n'ai aucune idée d'où provient ton résultat (faux) pour W(\vec{f}) et je ne sais pas pourquoi tu continues à utiliser le Newton comme unité de travail ( voir mon post du 30-10-19 à 19:00)

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