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Une voiture dans un virage (dynamique)

Posté par
grievous
03-08-12 à 14:24

Bonjour, voici mon énonce:
Une voiture de masse m=950 kg aborde un virage horizontale de rayon r=5km. La voiture assimilée à son centre d'inertie G de vitesse v constante.
On note alpha l'angle de la piste avec l'horizontale.
(mon exercice est un QCM il me propose ces solutions: )
A=> sinALPHA=rg/v² 
B=> cosALPHA=racine(rg)/v
C=> tanALPHA=v²/rg

Et moi je trouve une réponse qui ne correspond à aucun de ces choix:
SinALPHA=V²/rg

Je suis pourtant sur de moi pouvez vous m'aiguiller sur ce point? J'ai fais un schéma mais je trouve toujours le même résultat.
Merci et bonne journée

Posté par
geegee
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 03-08-12 à 14:36

Bonjour,

Bilan forces: poid, force centrifuge, reaction du sol sur les pneux; forces de frottement.http://fr.wikipedia.org/wiki/Force_centrifuge

Posté par
J-P
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 03-08-12 à 15:36

L'énoncé n'est pas satisfaisant.

Si on cherche (mais ce n'est pas indiqué), la "formule" qui fait que la valeur de alpha soit telle que la réaction de la route sur les pneus soit normale à la route, alors il y a bien une bonne réponse dans les 3 proposées.

En l'absence de cette précision (ou d'une autre), l'énoncé est bancal.

Sauf distraction.  

Posté par
grievous
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 03-08-12 à 22:18

L'ennonce est tel qu'il est écrit dans mon ennonce
On cherche à exprimer alpha l'angle d'inclinaison de la route par rapport à l'horizontale

Posté par
grievous
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 03-08-12 à 22:25

Et je trouve encore sinALPHA=V² / rg
Je ne trouve pas comment arriver à la bonne solution (tanALPHA=V²/rg selon ma correction)

Posté par
krinn Correcteur
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 04-08-12 à 01:00

bonsoir,

si on veut une réaction normale à la route lors du virage, d'après ma figure on a:

tg a = F/P

avec P=mg
et F = mv2/R

réponse C)

Une voiture dans un virage (dynamique)

Posté par
J-P
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 04-08-12 à 10:52

Tout à fait, si on veut une réaction de la route sur le véhicule normale à la route, c'est bien la réponse C la bonne.

Mais l'énoncé aurait du le préciser...
Encore aurait-il fallu que le prof en soit conscient, je ne m'étonne plus de rien.

Posté par
grievous
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 04-08-12 à 11:41

je pensais que F ou an (accelération normale) etait parrallele à la pente et non pas à l'horozontale et dirige vers le bas comme indiqué sue mon schema.

Une voiture dans un virage (dynamique)

Posté par
krinn Correcteur
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 05-08-12 à 00:37

bonsoir,

j'ai refait deux figures pour essayer de te faire comprendre ton erreur.

la voiture (assimilée à son centre de gravité G) a un mouvement circulaire horizontal
donc le centre O du cercle est à la même hauteur que G

d'autre part il ne faut pas confondre an et la force centrifuge!

Fc = - m an

si tu te places dans le repère tournant (O,u,v) où la voiture est immobile, la loi fondamentale donne

P + R + Fc = 0

la force centrifuge est la force d'inertie d'entrainement due à la rotation du repère
la force de Coriolis est nulle car la voiture est fixe dans le repère tournant (vitesse relative nulle)

Une voiture dans un virage (dynamique)

Posté par
krinn Correcteur
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 05-08-12 à 12:15

bonjour,
si tu ne sais pas appliquer la loi fondamentale dans un repère quelconque tu peux aussi raisonner dans le repère fixe (o,x,y,z)
et écrire alors:

m an = P + R

d'où tg a = m |an| / P

Une voiture dans un virage (dynamique)

Posté par
krinn Correcteur
re : Une voiture dans un virage (dynamique) 05-08-12 à 12:18

pour conclure, un film très instructif sur les forces d'inertie:



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