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Un ressort dans un funiculaire

Posté par
keyvan
21-04-13 à 11:43

Bonjour
je bloque actuellement sur la première question d'un exercice où l'on s'interesse à un ressort dans un funiculaire. Après avoir fait le pfd sur les deux axes je n'arrive pas à exprimer l'angle en fonction du reste. Voici l'énoncé et merci d'avance !

On considère un funiculaire gravissant une pente faisant un angle 0 avec l'horizontale.
Il possède un mouvement de translation rectiligne d'accélération contante a0. On note ex le vecteur unitaire dans le sens de la translation et ey celui perpendiculaire au sol. A l'instant t=0, le funiculaire est en O, origine du repère cartésien.

Un système formé d'un ressort (constante de raideur k, longueur à vide l0) auquel est fixé un objet ponctuel de masse m est suspendu au plafond du funiculaire.

1) Définir le référentiel et le système, puis faire un bilan des forces. Exprimer ces forces dans le repère cartésien (O, ex, ey). On notera l la longueur du ressort.
2) En utilisant la relation fondamentale de la dynamique, déterminer l'angle que fait l'axe du ressort avec la normale au plafond (-ey) en fonction de g,0 et a00.
3) Pour quelle valeur de l'accélération l'angle est-il nul ?
4) Déterminer l'expression de la tension du ressort, puis en déduire celle de la longueur l du ressort.

Posté par
keyvan
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 11:45

Pardon j'ai fais une erreur pour la question 2), il faut determiner en fonction de g, 0 et a ( acceleration )

Posté par
Moustikipic
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 12:09

Bonjour,
Est-ce que tu pourrais nous montrer un schéma ainsi que la projection des forces dans le référentiel que tu as choisi, qu'on sache où tu en es ?

Posté par
keyvan
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 12:14

Voilà mon schéma

Un ressort dans un funiculaire

Posté par
krinn Correcteur
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 12:42

bonjour,

bon commencement, il faudra juste faire un zoom sur le système (ressort + masse), y indiquer les forces et bien reporter les axes et les angles pour ne pas se planter dans les projections

Posté par
keyvan
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 12:49

Je n'arrive plus à reposter l'image avec les modifications mais quand j'applique la relation fondamentale de la statique
P+T+m*a(funiculaire/terre)=0

en projetant sur Ox :

-m*g*sin()+k(leq-l0)sin()-m*a(funiculaire/terre)=0

sur Oy :

-m*g*cos()+k(leq-l0)*cos()=0

et après je n'arrive pas trop à voir comment dégager l'angle

Posté par
keyvan
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 12:51

et après je n'arrive pas trop à voir comment determiner l'expression de  l'angle en fonction des données du problème , à savoir g, 0 et a

Posté par
krinn Correcteur
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 13:13

tu ne vois rien parce que tu développes trop vite les formules P=mg, F = kl
et on ne voit plus rien

on a:

-Psin a + F sin b = ao
-Pcos a + F cos b = 0

donc

F sin b = ao + P sin a
F cos b = P cos a

on y voit un peu mieux là, non?


sauf erreur


Posté par
Moustikipic
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 13:21

A mon avis tu y es presque,
Isole sin dans la 1re équation, cos dans la 2e
et le rapport de donnera la tangente de l'angle en fonction des bonnes données.

Posté par
keyvan
re : Un ressort dans un funiculaire 21-04-13 à 15:14

Oui merci beaucoup ça marche mieux comme ça sauf que vous aviez oublié le m de m*a



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