Physique : Remonter une pente, exo de champs.

Publié le 2 mars 2012 il y a 12A par Anonyme - Fin › 15 mars 2012 dans 12A
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Sujet du devoir



Un skieur gravit un r pottion AB (AB= 150m) de piste rectiligne, inclinée dun angles = 35degrés par rapport a l'horizontale. Sa vitesse initiale en B est Vb= 3,00km/h.

Il es tractée par la pêche d'un remonte pente qui exerce sur le skieur une force constante F de valeur F= 89N.

Cette force ettant inclinée d'un angles = 25 degrés. par apport a la direction de la piste.

Le skieur, equipé, a une masse de 85kg.

On note P le poids du skieur et de son equipement. La reaction de la piste R est decomposée en deux.

On note Rn la reaction normale de la piste et f la force de frottement exercée par la piste sur le skieur.


1/ Le systeme etudier est le skieur et son equipement de ski. Quel référentiel utilise t-on pour decrire le mouvement du systeme et pourquoi?

2/Legender le schema ci contre en indiquant le nom des forces exterieure (P, Rn, F etf) qui s'exercent sur le systeme.


3/ calculé le poids su systeme etudié (g=10N/kg)

4/ on donne la valeur de, la force de frottement exercée par la piste f=47N

a. Calculer poour le deplacement AB, Le travaux des differentes force (P, Rn, f et F) s'exercant sur le systeme skieur plusequipement. Dire si les travaux sont moteur, resistant ou nul

b. Calculer l'energie cinétique EB du systeme au point B.

c. Calculer la variation d'energie cinetique durant le trajet.

d. Calculer l'energie cinetique EA du systeme au poitn A.

e. Calculer la vitesse VA du systeme au point A.

Où j'en suis dans mon devoir

J'ai trouver un exo par hasard, mais ej ne le comprend pad du tout, ce qui m'intrigue enormement, je n'arrive a rien. Et le cours de phisique porter la dessu et trés mal expliquer notre prof a etait remplacer et le remplacant lui même abst. Je vous remercierais vraiment de m'aider pour cette exo.



11 commentaires pour ce devoir


Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Dans un exercice de méca, il est très important d'adopter une démarche rigoureuse. Pour le commencer il y a des étapes clés à respecter :
-> définir le système : ici, le système et son équipement.
-> définir le référentiel : ici il est évidemment terrestre et galiléen (le principe d'inertie s'y applique)
-> définir le mouvement du système : ici il est rectiligne selon la droite (BA)
-> faire un schéma à UN INSTANT QUELCONQUE. C'est à dire : ne pas mettre le skieur en B ou en A mais entre les deux.

Ensuite tu dois modéliser les forces, allons-y :
-> tu te demandes d'abord quelles sont les forces à distance présente (force gravitationnelle, électromagnétique, magnétique). Dans des exercices du lycée, tu rencontreras dans 98% des cas la force gravitationnelle et donc sur Terre : le poids.
Le poids est TOUJOURS dirigé vers le bas et s'applique au centre de gravité du système.
-> ensuite tu te poses la question de savoir : avec quels éléments le skieur est il en CONTACT :
il y a la piste et la pêche.
Pour la piste, (ou un support en général : le sol, une table etc...) il y a toujours une réaction normale qui est PERPENDICULAIRE AU SUPPORT et qui s'applique au point de contact. Si tu oublies cette force, le système passe à travers de la table, de la piste ou du sol.
Il existe aussi une force de frottement dans certains cas, ici on te demande de la modéliser. Parfois on te demanderas de la négliger. Cette force de frottement est TOUJOURS opposée au mouvement. Le skieur avance dans la direction (BA) alors f est dans la direction (BA) mais dans le sens opposé.
Pour la force de la pêche, on te dit qu'elle est inclinée par rapport à la piste, dessine cette inclinaison.


Voilà pour les préliminaires, une fois que tu as fais cela, tu peux aborder un exercice de méca sereinement. Maintenant, étudions les questions :
1°) et 2°) déjà faites dans les préliminaires mais n'hésites pas à poser une question si tu n'as pas compris.
3°) le poids est tout simplement P=mg avec m la masse du skieur et g l'accélération de pesanteur.
4°) Le travail d'une force est la notion suivante : on se demande si telle ou telle force va aider au déplacement voulu. Le skieur de déplace sur AB de A vers B et pour chaque force on veut calculer son travail.
La formule est celle ci : W (F) /AB = F*AB*cos alpha
Se lit, travail de la force F sur AB. Dans la formule F*AB sont des normes de vecteur. Quand tu définis un vecteur, tu donne sa norme (sa valeur), sa direction (une droite) et un sens (vers A ou vers B). Donc ici tu multiplies les normes de F et de AB. Puis cos alpha avec alpha qui est l'angle entre ces deux vecteurs.
Je te laisse calculer les travaux des forces.
Ensuite il faut savoir que :
-> un travail moteur (aide au mouvement) est positif.
-> un travail résistant (tend à empêcher le mouvement) est négatif.
-> un travail nul (n'affecte pas le mouvement) est nul.

Pour les autres questions, sert toi des remarques de l'autre exercice sur l'atterrissage de l'avion.
Ici tu ne vas manipuler que l'énergie cinétique du système et tu vas déterminer une inconnue : la vitesse en A. Tu utilises le théorème de l'énergie cinétique pour trouver cette inconnue.
Bon courage, n'hésites pas pour d'autres questions.
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
4a/
Tf = f.BA (f et BA étant des vecteurs) = -f*BA = -47*150 = -7050 J, négatif donc c'est un travail résistant

TP = P.BA (toujours des vecteurs). faire intervenir l'angle entre P et BA, c'est à dire 35°+90°= 125°.
Le travail est alors P*BA*cos(125°) = 850*150*cos(125) = -73130 J, travail résistant

F. TF = F*BA*cos(25°) = 12099 J, travail moteur

Pour Rn, c'est facile car les vecteurs RN et BA sont perpendiculaire, le produit scalaire est donc égal à 0 donc TRn = 0J travail nul

4b/ EcB = 1/2 x m x VB2
1/3 x 85 X 0,83 = 29,27 ce resultat me semble trop juste.

4c/ EcA - EcB = TP+Tf+TF = -7050-73130+120992 = -68081

4d/ alors donc vue que je connais EcB il me reste que EcA donc je fais un soustraction en m'aidant de 4b et 4c mais c'ets trop bizarre car EcA serais ENORME par apport a EcB

4e/ EcA = 1/2 x m x VA2 donc VA2 = EcA / (1/2 x m) ou VA2 = (2x EcA)/ (m)
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Pour la 4)a. c'est exactement ça, aucun soucis.

4)b. le résultat est bon, n'oublie pas l'unité, il s'agit de joules.
Effectivement, il y a quelque chose de bizarre dans l'énoncé, notamment le fait que la somme des travaux ne soit pas positive. Si cette somme était positive cela signifie que le skieur est en effet déplacer dans la direction et le sens qu'il souhaite, si ce n'est pas le cas, le skieur va glisser sur la piste et le remonte pente va servir à rien.
Vérifies si tu n'as pas oublier un 0 pour la force F qui devrait être égale à 890N selon moi.
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Pour la 4)a. c'est exactement ça, aucun soucis.

4)b. le résultat est bon, n'oublie pas l'unité, il s'agit de joules.
Effectivement, il y a quelque chose de bizarre dans l'énoncé, notamment le fait que la somme des travaux ne soit pas positive. Si cette somme était positive cela signifie que le skieur est en effet déplacer dans la direction et le sens qu'il souhaite, si ce n'est pas le cas, le skieur va glisser sur la piste et le remonte pente va servir à rien.
Vérifies si tu n'as pas oublier un 0 pour la force F qui devrait être égale à 890N selon moi.
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Oulala oui j'ai oublier un 0 et oui le resultat et positif désolé j'ai recopier le movais brouillons. mais donc les EcA sera bizare vue que je deravis faire 29,27 - 40812. et le resultat sera trop gris non?
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Alors on a Ec(A) = (1/2)mVa² donc Va² = (2Ec(A))/m

Avec la valeur de Ec(A), ça donne Va = racine carrée ( 2 * 40 702)/85 = 31m/s
Effectivement c'est un résultat énorme, cela représente plus de 100km/h.
Pourtant il n'y a pas d'erreur de raisonnement, peut être faut il que tu vérifies la valeur des forces, je pensais à considérer deux fois la force de frottement car il y a deux ski mais je ne pense pas que ça affecte beaucoup le résultat.
Tu peux refaire des exercices de ce type, car ils sont important.
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Maiis ou a tu trouver EcA c'ets EcA qu'il me manque vue que VA je ne l'es pas. dond EcA donne 1/2 x 8I x quoi?
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
85 *
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
c'ets bon j'ai trouver. Euuh bin alors vous ne trouver pas que le resulat et enorme?
Anonyme
Posté le 6 mars 2012
Si c'est un résultat énorme, il y a peut être une erreur dans la valeur des forces donnée par l'exercice. Ou alors il faut compter deux fois la force de frottement, sachant qu'il y a deux ski mais cela ne change pas beaucoup le résultat.
Anonyme
Posté le 7 mars 2012
Hmmiln'y a aucune erreure dans les donner. :/ Ce que je trouve vraiment bizarre.merci de votre aide

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