Luge et forces.

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Que pensez-vous de la théorie darwinienne ?

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Luge et forces.

Message par extasy le Mar 29 Déc - 1:13

J'ai un exercice à faire , et j'ai quelques difficultés , si des gens voudraient bien m'aider ...

Énoncé:

Jean tire son petit frère Paul , assis dans la luge , sur une piste
enneigée horizontale. La corde que tient Jean fait un angle de 20° avec
l'horizontale.
On étudie le système {luge+Paul} dans le référentiel terrestre supposé galiléen.
On ne tient pas compte de la poussée d'Archimède et de la force de frottement exercée par l'air sur le système.
1.Dresser l'inventaire des forces qui s'exercent sur le système et les représenter sur un schéma.
2.Quelle relation simple lie ces forces si le centre d'inertie du système décrit un mouvement rectiligne uniforme ?
3.En projetant cette relation sur un axe horizontal , en déduire que la force de frottement exercée par le sol
enneigé sur la luge n'est pas négligeable.
4.La force exercée par la corde sur la luge a pour valeur F=50N. En déduire les valeurs des autres forces.
Le poids du système vaut 300N.
5.Jean accélère. En admettant que la force de frottement reste inchangée, que peut-on dire de la valeur de la
force exercée par la corde sur la luge? Justifier.
6.La réaction normale de la piste sur la luge est-elle modifiée? Si oui , dans quel sens ?

Je propose :

1.poids vecteur P , tension de la corde vecteur F , réaction normale de
la piste vecteur Rn et frottements de la neige sur la luge vecteur f
2.vecteur P + vecteur F + vecteur Rn + vecteur f =vecteur nul
3.Je ne vois pas du tout comment faire ... :s
4.f= Fcos20°47N
Rn= 283N
5.S'il accélère, alors obligatoirement, la force F (fil sur luge) augmente. Car d'après la deuxième loi de Newton, on n'a plus Fextérieur=vecteur nul mais Fextérieur=k(vecteur)Vg : où (vecteur)Vg
désigne le vecteur variation de vitesse : Ce vecteur est
obligatoirement horizontal (car la luge accélère dans le sens
horizontal).
6.Oui , la réaction normale est modifiée , dans le sens d'une diminution.

Voilà , pour les questions auxquelles j'y ai répondu ce serait cool que
quelqu'un corrige et pour la question 3 où je bloque vraiment , j'aurai
besoin d'aide ...

Merci d'avance

extasy

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Mer 30 Déc - 17:22

extasy a écrit:J'ai un exercice à faire , et j'ai quelques difficultés , si des gens voudraient bien m'aider ...

Énoncé:

Jean tire son petit frère Paul , assis dans la luge , sur une piste
enneigée horizontale. La corde que tient Jean fait un angle de 20° avec
l'horizontale.
On étudie le système {luge+Paul} dans le référentiel terrestre supposé galiléen.
On ne tient pas compte de la poussée d'Archimède et de la force de frottement exercée par l'air sur le système.
1.Dresser l'inventaire des forces qui s'exercent sur le système et les représenter sur un schéma.
2.Quelle relation simple lie ces forces si le centre d'inertie du système décrit un mouvement rectiligne uniforme ?
3.En projetant cette relation sur un axe horizontal , en déduire que la force de frottement exercée par le sol
enneigé sur la luge n'est pas négligeable.
4.La force exercée par la corde sur la luge a pour valeur F=50N. En déduire les valeurs des autres forces.
Le poids du système vaut 300N.
5.Jean accélère. En admettant que la force de frottement reste inchangée, que peut-on dire de la valeur de la
force exercée par la corde sur la luge? Justifier.
6.La réaction normale de la piste sur la luge est-elle modifiée? Si oui , dans quel sens ?

Bonjour,
Voyons ces réponses :


1.poids vecteur P , tension de la corde vecteur F , réaction normale de
la piste vecteur Rn et frottements de la neige sur la luge vecteur f
Sur ton schéma, pense à faire figurer le référentiel (origine, axes et vecteurs unitaires). C'est indispensable, surtout pour les projections... Utilise la notation des physiciens: les vecteurs s'écrivent en gras.
Comment dessines-tu la force de frottement de la luge sur la neige?


2.vecteur P + vecteur F + vecteur Rn + vecteur f =vecteur nul
Tu dois indiquer que tu utilises la première loi (ou principe d'inertie). la relation est juste.


3.Je ne vois pas du tout comment faire ... :s
De l'utilité du référentiel.... Ne sais-tu pas projeter un vecteur sur un axe? Si non, regarde ici : http://www.tangentex.com/Vecteurs.htm au § projection d'un vecteur sur un axe.
Si on reprend ton expression ci-dessus P + F + R + f = 0 , cherche les composantes x,y de chaque vecteur dans ton référentiel, puis écris ton équation avec les coordonnées de chaque vecteur (Px,Py) + (Fx, Fy) + (Rx, Ry) + (fx, fy) = (0,0). Une fois que tu auras fait la projection, tu obtiendras un système facile à résoudre...


4.f= Fcos20°47N
Rn= 283N
Comment justifies-tu la valeur de f (juste!), et celle de Rn (juste aussi!) sans avoir fait la question 3?


5.S'il accélère, alors obligatoirement, la force F (fil sur luge) augmente. Car d'après la deuxième loi de Newton, on n'a plus Fextérieur=vecteur nul mais Fextérieur=k(vecteur)Vg : où (vecteur)Vg
désigne le vecteur variation de vitesse : Ce vecteur est
obligatoirement horizontal (car la luge accélère dans le sens
horizontal).
Si Jean accélère, le principe d'inertie n'est plus applicable car la luge n'est plus en MRU. Il faut le dire. Et donc on applique le PFD (2eme loi). Pour le reste, OK


6.Oui , la réaction normale est modifiée , dans le sens d'une diminution.
C'est à dire ???? La luge décolle?

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Mer 30 Déc - 17:25

Quelques observations sur ton sondage:
- la théorie darwinienne est une théorie scientifique. Ce n'est pas affaire de croyance ou de vérité.
- un sondage sur ce sujet n'a pas sa place sur notre forum, qui je le rappelle est strictement réservé à la physique, et éventuellement aux outils mathématiques et informatiques de la physique.

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Mer 30 Déc - 17:40

Je te remercie d'avoir pris le temps de répondre.

Pour la question 3 j'ai :
-selon Ox:
Rx=0
Px=0
Tx=Tcos
et pour f on a fx=-f il me semble ...

-selon Oy:
Ry=+R
Py=-P
Ty=+Tsin
fy=0

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Mer 30 Déc - 17:57

Si je reprends tes notations initiales (tu appelles la tension de la corde F), j'ai en effet:
(0, -mg) + (Fcos(alpha), Fsin(alpha)) + (0, R) + (-f, 0) = (0,0)

ce qui me donne bien
Fcos(alpha) - f = 0 d'où ta réponse juste
Pour calculer R, j'ai:
-mg + Fsin(alpha) + R = 0 d'où R = mg - Fsin(alpha), ce qui donne ta réponse...

Qu'est-ce que te bloquait alors dans la question 3?

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Mer 30 Déc - 19:46

Dans la question 3 , on me demande de montrer que la force de frottement exercée par le sol enneigé sur la luge n'est pas négligeable.
Est-ce que c'est montré là ?

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Mer 30 Déc - 19:59

extasy a écrit:Dans la question 3 , on me demande de montrer que la force de frottement exercée par le sol enneigé sur la luge n'est pas négligeable.
Est-ce que c'est montré là ?
S'il n'y avait pas de frottement et que la luge était en MRU, Jean n'aurait pas besoin de tirer.... A vitesse constante, Jean tire pour compenser les frottements!

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Mer 30 Déc - 20:07

Ça veut dire quoi MRU ?...

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Mer 30 Déc - 20:46

Mouvement Rectiligne Uniforme : terme officiel et consacré :-)

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Mer 30 Déc - 20:48

Ah , ben merci vous venez de m'apprendre quelque chose ^^

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Jeu 31 Déc - 1:44

Enfaite ce que je ne comprend pas c'est que dans la question 3 on est censé faire aucun calcul c'est dans la question 4 qu'on les fait mais sans calcul on peut pas montrer que la force de frottement exercée par le sol enneigé sur la luge n'est pas négligeable....

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Jeu 31 Déc - 11:49

extasy a écrit:Enfaite ce que je ne comprend pas c'est que dans la question 3 on est censé faire aucun calcul c'est dans la question 4 qu'on les fait mais sans calcul on peut pas montrer que la force de frottement exercée par le sol enneigé sur la luge n'est pas négligeable....
Tu ne fais pas de calcul! L'énoncé stipule "en projetant".. Si tu fais la projection des différentes forces (P,R et F) en négligeant f (i.e. f = 0), tu constates que la somme des forces n'est pas nulle, ce qui est contraire aux hypothèses (la luge est en MRU).

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Jeu 31 Déc - 14:17

Ah d'accoooord , je viens de comprendre =).
Merci Wink , pour les questions 4 & 5 je n'ai pas de problème par contre pour la 6 je propose : La réaction normale de la piste est modifiée dans le sens où sa norme diminue à mesure que la luge accélère.

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Jeu 31 Déc - 15:16

extasy a écrit: pour les questions 4 & 5 je n'ai pas de problème par contre pour la 6 je propose : La réaction normale de la piste est modifiée dans le sens où sa norme diminue à mesure que la luge accélère.
Et pourquoi donc diminue-t-elle? c'est lié à ta réponse à la question 5....

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Re: Luge et forces.

Message par extasy le Jeu 31 Déc - 15:36

La luge accélère dans le sens horizontal, donc le vecteur de variation de vitesse est dans le même sens

d'après la construction Rn diminue d'intensité

extasy

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Re: Luge et forces.

Message par domi le Ven 1 Jan - 17:25

extasy a écrit:La luge accélère dans le sens horizontal, donc le vecteur de variation de vitesse est dans le même sens

d'après la construction Rn diminue d'intensité
Bonjour (et bonne année!)

Dans ta réponse 5, tu notes à juste titre que l'équation vectorielle P + F + R + f = 0 n'est plus applicable, parce que la luge n'est plus en MRU. Il faut donc appliquer la 2eme loi de Newton, qui stipule que P + F + R + f = ma, si je note a l'accélération du système luge+paul, m étant sa masse bien sur. Mais tu ne réponds pas à la question "que devient F" et justifier....

Ta réponse conditionne la réponse 6. Tu dis que "d'après la construction Rn diminue" : qu'est-ce qui te permet de dire ça?

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