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trvail d'une force

Posté par
fleuri02
19-12-07 à 10:02

Bonjour, je rencontre quelques petits problèmes sur ce petit exo :
On a une boude de 20.0g suspendue a un fil formant un pendule
Ce pendule est écarté de sa position de repos (position initiale) et est abandonée sans vitesse initiale. (( je n'ai pas bien compris cette phrase ))

Il faut que je fasse l'inventaire des forces (j'ai trouvé le poids et la force exercée par le fil mais je pense qu'il m'en manque une)
Et je dois ensuite dire si la boule a un mouvement rectiligne iniforme

Pourriez vous m'aider ?
merci ...

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:24

Bonjour,

Fais l'expérience !

Une petite ficelle, tu fais un nœud autour de ta gomme et la suspend. Tu as un pendule dans la main.

Quand ce pendule s'immobilise tu as trouvé sa position de repos. Avec l'autre main tu écartes la gomme de sa position...
. ou bien tu la lâches "délicatement" c'est-à-dire sans lui donner une "vitesse initiale" ; que fait la gomme ? Jusqu'où remonte-t-elle du côté opposé à celui où tu l'as lâchée ?
. ou bien tu la lâches "avec élan" c'est-à-dire en lui donnant une "vitesse initiale".
__________________

D'accord pour le poids et la tension du fil. Ce sont les deux forces importantes. Je pense que tu peux négliger (tu peux éventuellement le dire) poussée d'Archimède dans l'air et forces de frottement dans l'air quand la boule se balance (c'est-à-dire a une vitesse).
Parmi les forces qui font que la boule ne va pas se balancer indéfiniment il y a aussi des forces de frottement au point d'attache du fil (éventuellement des forces internes de torsion du fil) mais tu peux vraiment négliger tout cela.

Quand ta gomme se balance au bout de la ficelle, a-t-elle un mouvement rectiligne ? A-t-elle un mouvement uniforme ?

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:30

Mais à mon avis je dois prendre en compte une 3e force car la question ensuite est : Une des forces de travaille pas : laquelle ?
J'ai fait l'expérience ^^ et la gomme 'a pas un mouvement rectiligne uniforme !
merci Coll

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:36

En faite, je voie pas où est le problème,

Ce pendule est écarté de sa position de repos (position initiale) et est abandonée sans vitesse initiale. (( je n'ai pas bien compris cette phrase ))

dans la position initiale, le fil se trouve en position d'équilibre c'est à dire sur l'axe verticale.

lorsqu'on l'écarte un peu vers la droite ou vers la gauche (par notre doig par exemple) il forme un angle (alpha), puis on retire notre doig et le corps se dirige vers le bas à cause de la force de sa poid.

--> pour les forces appliqué, il ya P : force du poid
F : force du fil
R : la force du frottement qui est négligé dans ce cas là donc sa droite doit être perpendiculaire avec la droite qui représente le fil.

Voilà,

sinon pour calculer le travail du pois tu fais :

W(P) = m.g.h

le corps desend donc W(P) >0
avec:

h = (la longeur du fil). cos(alpha)
g = 10 N/Kg
m = la masse du corps

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:36

Très bien pour l'expérience... tu vois, tu as déjà la réponse ! La physique ce n'est pas d'abord des maths...

Une force ne travaille pas si à chaque instant sa direction est perpendiculaire à la direction du déplacement.
Comment est le déplacement (le vecteur vitesse) de la boule à chaque instant ?
La boule décrit un arc de cercle n'est-ce pas.
En tous points d'une circonférence, la tangente en ce point est perpendiculaire au rayon qui joint le centre du cercle à ce point.

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:39

Bonjour badre110 ...

Tout n'est pas faux... mais, quand même, beaucoup est faux ou très mal dit !

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:40

on ce qui concerne le mouvement,

il n'est ni rectiligne ni uniforme par ce que le le corps en question est en rotation, par ce que le trajet tracé par ce dernier represente un partie d'un cercle. Puis, le mouvement n'est pas uniforme par ce que la vitesse du corps devient de plus en plus grande lorsque le corps se dirige vers le bas.

Voilà

Badre.

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:41

Merci à vous 2. donc si je récapitule :
le pendule n'est pas en mouvement uniforme (il faut que je justifie), les forces exercées sont le poids, la force du fil est les forces de frottement .. Mais alors ici, quelle est la force qui ne travaille pas (je n'arrive pas bien à me l'imaginer)
Merci beacoup à vous 2

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:42

Salut,

oui en faite, on étudie pas les maths et physique en français comme la plus part des personnes sur ce site.
c'est pour ça, sinon, sois sur qu'en arabe je sais pas comment expliquer

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:46

je te l'ai déjà dit un peu plus haut la force du frottement ne travaille pas.

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:46

D'accord badre... je comprends mieux, tu as bien fait de le dire !
Cependant les formules sont les mêmes dans tous les pays et celle que tu as donnée pour h est fausse.

fleuri02 >>
1) je crois vraiment que tu peux négliger les forces de frottement et donc il ne te restera que deux forces : le poids et la tension du fil
2) mon message de 10 h 36 pour te mettre sur la voie de celle des forces qui ne travaille pas

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:47

sosi sûr qu'en arabe je sais bien comment expliquer.

désolé pour la faute.

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:47

Et pourquoi ne travaille t-elle pas ?

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:48

Non badre la force qui ne travaille pas n'est pas la force de frottement.

D'ailleurs si on prend en compte les forces de frottement comme tu veux le faire, alors les forces de frottement travaillent... c'est pour cela que le pendule s'arrête après un certain temps. Tu vois, tu as encore faux...

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:50

Donc sa serait la force exercée par le fil qui ne travaillerait pas ?
Mais pour justifier cela ..

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:51

ah oui désolé je viens de voir où était la faute en faite c'est le matin et je suis un peu perturbé,

en faite, h = L -(L.cos(alpha) donc h = L(1-cos(alpha))
avec L = longeur du fil.

là je suis sûr que c'est correcte.

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:51

Oui, la tension du fil ne travaille pas.

Pour justifier : la géométrie (mon message de 10 h 36)

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:55

Merci beacoup !
Et donc la formule que as di brade pour le travail du poids est faux ? car je dois calculer calculer ce travail avec une logueur du pensule de 1.00m un angle d'écartement maximal de 30° et je dois l'exprimer grâce à m, g (9.81 ici), L et l'angle

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:55

pourquoi pas la force du frottement ???

essaie de faire le changement de l'énérgie mécanique et tu verras.

si Em = cte donc la force du frottement ne travaille pas.

si Em = x (j) dans ce cas là la force du frottment serais x (joule) et on peut dire qu'il travaille.

mais dans ce cas, Em = cte donc la force dufrottement ne travaille pas!

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:56

tiens cette formule elle est correcte à 100 %

h = L -(L.cos(alpha) donc h = L(1-cos(alpha))
avec L = longeur du fil.

tu as déjà g et m donc simple à calculer

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 10:59

badre voudrais-tu arrêter s'il te plaît...
La force de frottement est à tout instant opposée au déplacement ; donc elle travaille toujours.

fleuri02 >> As-tu justifié que la tension du fil ne travaille pas ?
Quelle est la suite de l'énoncé ? Il faut la poster.

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:01

Oui j'ai mis grace à toi que la tesnion du fil ne travaillait pas car à chaque instant, la direction de cette force est perpendiculaire à la direction du mouvement.
Et la suite de mon énoncé est postée à 10:55
Merci

Posté par
J-P
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:03

Attention badre110

Tu prends le problème à l'envers.

Si on ne néglige pas la force de frottement, on trouve qu'elle produit un travail négatif (puisqu'à tout moment elle à la même direction mais est de sens opposé au mouvement).

Si on ne néglige pas la force de frottement, l'énergie mécanique du pendule diminue au cours du temps.

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:04

D'ailleurs si on prend en compte les forces de frottement comme tu veux le faire, alors les forces de frottement travaillent... c'est pour cela que le pendule s'arrête après un certain temps.

--> la pendule ne s'arrête pas à cause de la force du frottement mais à cause de la tension du fil.

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:04

D'accord, alors je suppose qu'il s'agit du calcul du travail entre la position haute et la position basse (pour un travail moteur) ou du travail (généralement compté comme < 0) résistant entre la position basse et la position haute. Quelle formule proposes-tu ?

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:05

dit moi la force du frottement se produit sur quel niveau ?

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:07

badre Le pendule ne s'arrête pas du tout à cause de la tension du fil... Justement parce que la tension du fil ne travaille pas !

Tu pourrais peut-être laisser fleuri02 travailler...

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:07

Il faut que je calcule le travail quan la boule passe de la position macimale (30°) à la position initiale.
Donc le travail devrait être moteur non ?

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:08

Après tous mes calcls, je trouve W(P) = 26.3 J

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:09

fleuri02 >> Exact (ton message de 11 h 07).

Comment calcules-tu ce travail ?

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:11

oui le travail deverait l'être par ce que le corps desend vers le bas.

W(P) = m.g.L( 1-cos(alpha) )

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:11

Peux-tu donner le détail de ton calcul. Fais attention aux unités ! La masse de la boule est 20 g (pas 20 kg...)

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:12

J'ai fait m * g * h avec m=20.0g      g=9.81 (donné) et h=(L-(Lcos30))

Et je trouve W(P) = 26.3 J

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:14

m = 20,0 g = 20,0.10-3 kg ou = 0,020 0 kg

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:15

W(P) = m.g.L( 1-cos(alpha) )

a.n : W(P) = 0.02*9.8*1(1-cos30°)
           = 0.026 J

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:15

Ah oui c'est en kg ^^
Alors la méme formule avec m = 20.0 * 10puissance-3
W(P) = 0.0262 J (c'est pas beacoup, il y a un problème non ?)

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:16

Ca fait pas beaucoup quand méme ???

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:17

W(P) = 0.0262 J est logique puisque le corps ne desend que 0.13 m

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:18

C'est bon ! (pour tous les deux )

Posté par
Coll Moderateur
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:19

Et, pardon pour le retard... Bonjour J-P !

Posté par
J-P
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:20

Salut Coll

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:22

Merci a vous 2 !! (vous 3 ^^)
bone journée et merci encore

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:23

pour fleurie, c'était un exercice d'application, non ?

sinon, je veux bien savoir quelles sont les leçons que vous avez étudié cette année. par ce que cette leçon nous l'avons fait au début de l'année c'est juste pour faire une comparaison entre le système marocain et français.

merci

Posté par
fleuri02
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:30

Ben nous sommes au tout début du chapitre "le travail des forces", nous avons vu les travails moteur et résistantmais c'est vraiment le tout début du chapitre mais cet exercice était une introduction de la suite du chapitre donc pour l'instant, nous n'avons pas fait grand chose ...

Posté par
badre110
re : trvail d'une force 19-12-07 à 11:31

d'accord.



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