travail d'une force lancé sur un plan incliné

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travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 19:37

Bonjour,cette exercice me pose probléme j'aurais besoin de quelqu'un pour me guider afin de trouver la methode et si possible le resultat ^^:
Voici encore un exercice qui me pose probléme: On enregistre le mouvement d'un mobile autoporté(coussin d'air) lancé vers le haut suivant la ligne de plus grande pente d'une table inclinée de 10° par rapport à l'horizontale. On admettra l'existance d'une force de frottement f de valeur constante f=0.10N et paralléle à la ligne de plus grande pente de la table.
Données: masse du mobile=600g
distance parcourue AB=50cm
a)dresser l'inventaire des forces exerçésur le mobile
b)Evaluer le travail des forces s'exerçent sur le mobile:
-lors de la montée AB
-lors de la descente BA
-lors de l'aller retour

je trouve a) la force de frottement, la reaction du suport et le poids

b)lors de la montée:
w(r)=0J car perpendiculaire au mouvement
w(p)=-0.0522J
W(f)=-0.004J ici je doute je fais bien w(f)=-0.10*0.05*cos10 soit f*AB*cos de l'angle

lors de la descente:
w(r)=0J
w(f)=-0.004J
w(p)=0.0522J

lors de l'aller retour:
je ne vois pas, peut étre tout est egal à 0?
merci pour l'aide !!!

paulinev

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par BenJ le Mer 13 Jan - 19:56

Bonjour,

Lorsqu'une force F s'exerçant sur un objet est constante lors du déplacement de cet objet suivant une trajectoire rectiligne, le travail de cette force est égale à F.AB (le . désigne un produit scalaire) où AB est le vecteur de direction la trajectoire, de sens identique à celui du mouvement et de norme la distance entre le point de départ A et le point d'arrivée B.

C'est compliqué à exprimer comme ça, mais je le fais de cette manière car je ne sais pas si tu as vu les intégrales en maths.

Pour l'aller :
Pour W(R), je suis d'accord.
Pour W(P), je ne trouve pas tout à fait ça, mais je ne sais pas quelle valeur tu as pris pour g (j'ai utilisé g=9,81 N.kg^(-1))
Pour W(F), quel angle y a-t-il entre F et AB ?

Pour le retour :
Pour W(R), je suis d'accord.
Pour W(P), même remarque que précédemment.
Pour W(F), même remarque que précédemment.

Pour la dernière partie, pense que l'aller et retour, c'est l'aller, puis le retour.

Remarque générale : quand tu donnes tes résultats, n'oublie d'utiliser le bon nombre de chiffres significatifs !

BenJ

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:01

pour l'aller w(p) j'ai arrondi g=10N/kg
entre f et AB il y a un angle de 0°
quand au produit scalaire je n'en est jamais entendu parler je suis dsl.
et pour l'aller retour je soustrais w(f) de l'aller à w(f) du retour ?

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par Micki28 le Mer 13 Jan - 20:08

Bonjour paulinev et bonjour Benj.

Benj, paulinev n'a pas du faire les intégrales car si elle fait le travail à ce niveau là, ça ne peut être qu'en 1ère S et on aborde les intégrales qu'en Terminale S. Ensuite, paulinev n'a pas vu le produit scalaire car c'est un chapitre qui arrive un peu plus tard dans l'année.

Et pour l'aller retour, je ne sais pas trop. Peut-être refaire les calculs avec deux fois la distances (2AB). Je ne sais pas trop...
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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:22

bon si je fait avec 2AB cela me donne
w(f)=0.01J
w(p)=0J cat l'altitude est de 0m puisque on p ne depend pas du chemin suivi ?? c'est juste

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par Micki28 le Mer 13 Jan - 20:27

Je vais t'avouer que le cours sur le travail, je ne m'en rappelle plus trop. Je ne suis pas sur qu'il faut calculer avec 2AB. Autant il faut additionner les deux cas (aller et retour).
Sinon oui, le travail est le même n'importe quel chemin prit...
Je préfère que Benj t'aide...
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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:29

ah daccord merci quand même !! bon ba si tu préféres que Benj m'aide je le préfére aussi ^^

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par Micki28 le Mer 13 Jan - 20:31

C'est juste que je ne m'en souviens plus trop... Pourtant je suis en SI et je fais de la mécanique... Mais bon pas le travail xD !
As-tu réussi à faire ce qu'il t'a demandé? (Pour l'angle, et le travail du poids)...
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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:33

il nme semble oui : pour l'angle je pense que entre f et ab il y a un angle de 0° quand au travail du poids j'utilise toujours la valeur arrondie de g soit 10N/kg

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par Micki28 le Mer 13 Jan - 20:38

Il y a un cas où l'angle entre f et AB est de 180°. C'est pour cela quand faisant le cosinus tu vas avoir -1 et donc le travail sera négatif donc résistant. C'est le cas ou le mobile remonte.
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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:41

mais quand il descend F est quand même resistant non ?

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par Micki28 le Mer 13 Jan - 20:42

Oui également. Excuses moi =) !
Ce n'est pas pour rien que c'est les frottements !
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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:43

donc l'angle est aussi de 180°

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par Micki28 le Mer 13 Jan - 20:48

Bon imagines, le mobile descend de A vers B. Donc f est opposé au sens AB. Donc l'angle est de 180°. Donc cos (180°) = -1

Le mobile monte de B vers A. Donc f est opposé au sens BA. Donc l'angle est de 180° aussi. Et cos (180°)= -1.

Il faut voir ça en vecteur, et un vecteur a un sens. Et le sens est important pour l'interprétation mathématique du phénomène.
En fait le travail est un produit scalaire. Et le produit scalaire c'est une produit de deux vecteurs qui donne un nombre.
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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:51

ok je crois que je commence à comprendre

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 20:56

Bon et bien je vais attendre que Benj m'explique l'histoire de l'aller et retour, merci beaucoup Micki28 !

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par BenJ le Mer 13 Jan - 21:34

Micki28 a écrit:Je vais t'avouer que le cours sur le travail, je ne m'en rappelle plus trop. Je ne suis pas sur qu'il faut calculer avec 2AB. Autant il faut additionner les deux cas (aller et retour).
Sinon oui, le travail est le même n'importe quel chemin prit...
Je préfère que Benj t'aide...
Attention, ceci n'est vrai que dans les cas de forces conservatives !! (ce qui n'est pas le cas de la force de frottement f)
Une force conservative est, comme son nom l'indique, une force qui conserve l'énergie d'un système, qui n'en dissipe pas. Les forces de frottements font perdre de l'énergie, elles ne sont pas conservatives et leur travail dépend donc du chemin suivi pour aller de A à B.
Une autre façon de caractériser une force conservative est qu'elle ne dépend que de la position géographique de l'objet.
Le poids est ainsi une force conservative (ne dépend que de l'altitude). Le force de rappelle d'un ressort (ne dépend que de l'allongement du ressort).

Concernant la non connaissance du produit scalaire, je ne peux qu'être halluciné devant le manque de concertation entre prof de physique et prof de maths. Dans mon lycée, les profs dialoguaient pour éviter ce genre de situation...

A ton niveau, retient alors que le travail d'une force d'une force constante lors du déplacement de A vers B, c'est :
W(F)=||F||*||AB||*cos((||F||;||AB||))

Pour l'aller-retour, c'est très simple.
Tu vas de A vers B, puis de B vers A.
Le trajet total, c'est donc ABA. W(F)_(chemin1+chemin2)=W(F)_chemin1+W(F)_chemin2.

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Mer 13 Jan - 21:50

donc enféte je fais -0.05-0.5+(-0.05-0.5)=-1.1J
et pour le travail du poids c'est bien 0J?

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par BenJ le Jeu 14 Jan - 2:59

Je ne vois pas trop d'où sortent tous ces chiffres.
Que vaut W(F) ?
Le travail du poids est bien nul sur l'aller-retour (et tu l'as bien expliqué en disant que "w(p)=0J cat l'altitude est de 0m puisque on p ne depend pas du chemin suivi ??" C'est exactement ça. Tu vas du point A au point A. Quel que soit le chemin (en l'occurrence tu passes par B), la travail du poids sera toujours nul si le point d'arrivée égale au point de départ)).

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Jeu 14 Jan - 9:25

w(f) vaut -0.05 auquel je soustrait le chemin 1 soit 0.5m puis j'ajoute w(f)-chemin 2 soit -0.05-0.5 tous ça est egal à -1.1 J

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par BenJ le Jeu 14 Jan - 12:24

Oula, tu n'as rien compris à ma formule, j'en suis désolé !

D'abord en physique, principe de base, tu ne peux pas soustraire 2 grandeurs qui ne sont pas identiques !! W(F) est une énergie (un travail) en Joule, alors que AB est en mètre !
C'est l'histoire des pommes et de patates. Pour faire des opérations d'addition et de soustraction, il faut que ce soit la même unité (ce qui traduit derrière une même grandeur physique !).
Tu peux donc additionner des longueurs, tu peux additionner des travaux, etc... mais tu ne pourras jamais additionner une énergie et une longueur ! J'espère que tu vois bien que ça n'a pas de sens.

Je te rappelle que W(F)=||F||*||AB||*cos((||F||;||AB||)), donc W(F) ne vaut pas -0.05 J de toute manière.

Pour la formule, j'ai utilisé un tiret bas (_ la touche 8 du clavier), et non pas un signe moins (- la touche 6 du clavier) !!
Un travail est relatif à un déplacement. Je calcule le travail d'une force au cours de déplacement, le long du trajectoire. Tu ne peux pas dissocier la notion de travail d'une force de la notion de trajectoire. Il faut préciser de quel trajet l'on parle. C'est ce que je fais avec le _
W(F)_chemin1, c'est le travail de la force F le long du chemin1.

La relation que j'ai écrite, W(F)_(chemin1+chemin2)=W(F)_chemin1+W(F)_chemin2, elle veut juste dire que si on décompose un trajet global en plusieurs petits trajets, alors le travail de la force pour le trajet global, c'est la somme des travaux pour chaque petits trajets.
Si tu as un trajet global de A vers B puis de B vers C et enfin de C vers D. Le travail d'une force lors de déplacement de A vers D, c'est le travail du déplacement de A vers B + le travail du déplacement de B vers C + le travail du déplacement de C vers D.

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Jeu 14 Jan - 17:42

mais alors w(f) vaut combien dite moi se que vous trouvé ou oh moins votre calcule que je voye ou est mon erreure svp ?

paulinev

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par BenJ le Jeu 14 Jan - 18:25

Oups désolé, je me suis trompé. Une étourderie dans mon calcul de tête !!
W(F) vaut bien -0.050J !!

(
W(F)=||F||*||AB||*cos((||F||;||AB||))
||F||= 0.10N (l'intensité de la force de frottement)
||AB||= 0.50m (la distance AB)
(||F||;||AB||) = 180° (l'angle entre le vecteur AB et le vecteur F)

Et donc, W(F)=0.10*0.50*(-1)=-0.050J
)

N'oublie pas d'indiquer 2 chiffres significatifs.

Il ne te reste plus qu'à regarder pour l'aller-retour Wink

PS : il faut me tutoyer Smile

BenJ

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par paulinev le Jeu 14 Jan - 18:39

merci beaucoup tu m'as beaucoup aider !! Je ne sais pas comment j'aurais fais sans toi !!^^

paulinev

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

Message par BenJ le Jeu 14 Jan - 20:20

Avec plaisir.

BenJ

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Re: travail d'une force lancé sur un plan incliné

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