par Sarah » jeu. 3 mars 2022 21:48
Bonjour,
Ci dessous l'énoncé de l'activité (et en pièce jointe une photo du sujet) :
"Kingda Ka est un circuit de montagnes russes situé dans un parc aux Etats-Unis. Il intègre le top hat le plus haut du monde puisqu'il culmine à 139 m. Ce top hat est le premier élément sensationnel du circuit, il s'agit d'une bosse avec une montée et une descente quasi verticales."
Ici les questions qui me posent problème/que j'aimerais vérifier :
- Faire le bilan des forces sur le système (frottements négligés)
--> [ma réponse] Les forces exercées sur le wagon sont la réaction du rail, le poids et la force de propulsion.
On considère que la réaction du rail est en permanence perpendiculaire à la trajectoire.
- Calculer le travail de la réaction v.R tout au long du parcours
--> Je sais que la travail fourni par une force F d'un point A à un point B vaut le produit de la distance AB, par la norme de la force et par le cosinus de l'angle (j'ai déduit de la phrase en italique que cet angle valait 90°). Ce qui me bloque, c'est les valeurs de F et de AB que je n'ai pas.
- Existe-t-il des forces non-conservatives s'appliquant sur le système ? Si oui, lesquelles ?
--> Non
- Que peut-on dire alors de la variation de l'énergie mécanique ?
--> La variation de l'énergie mécanique est nulle, l'énergie mécanique initiale vaut celle finale.
- Donner l'expression littérale de l'énergie mécanique du système en n'importe quel point.
--> Em = Ec+Epp
- Simplifier cette expression au point B, origine des hauteurs
--> Em = Ec
- Exprimer l'énergie mécanique du système au point C, sommet de la trajectoire (la vitesse du wagon est nulle lorsqu'il atteint le point culminant de sa trajectoire).
--> Em = Epp
[Je déduis de ces deux questions que Ec = Epp.]
- En utilisant les expressions obtenus aux question 5 à 7, répondre à cette question :À quelle vitesse minimale le wagon doit-il être propulsé pour atteindre le point le plus haut du parcours ?
--> [les photos ne se sont pas chargées] J'ai trouvé ~= 52.2 m/s, soit, après conversion (sur un site Internet), 187.2 km/h.
- En réalité la vitesse à communiquer au système est 206 km/h ; commenter.
--> La différence entre les deux résultats s'explique par la négligence des forces de frottement : la vitesse à communiquer au wagon est plus élevée en réalité car elle prend en compte les forces de frottement qui ralentissent la progression du système.
Bonjour,
[u]Ci dessous l'énoncé de l'activité (et en pièce jointe une photo du sujet) :
[/u]"Kingda Ka est un circuit de montagnes russes situé dans un parc aux Etats-Unis. Il intègre le top hat le plus haut du monde puisqu'il culmine à 139 m. Ce top hat est le premier élément sensationnel du circuit, il s'agit d'une bosse avec une montée et une descente quasi verticales."
[u]Ici les questions qui me posent problème/que j'aimerais vérifier :
[/u][b]- Faire le bilan des forces sur le système (frottements négligés)
[color=#0080FF][/b] --> [ma réponse] Les forces exercées sur le wagon sont la réaction du rail, le poids et la force de propulsion.
[/color]
[i]On considère que la réaction du rail est en permanence perpendiculaire à la trajectoire.
[/i][b]- Calculer le travail de la réaction v.R tout au long du parcours
[color=#0080FF][/b] --> Je sais que la travail fourni par une force F d'un point A à un point B vaut le produit de la distance AB, par la norme de la force et par le cosinus de l'angle (j'ai déduit de la phrase en italique que cet angle valait 90°). Ce qui me bloque, c'est les valeurs de F et de AB que je n'ai pas.
[/color][b]- Existe-t-il des forces non-conservatives s'appliquant sur le système ? Si oui, lesquelles ?
[color=#0080FF][/b] --> Non
[b][/color]- Que peut-on dire alors de la variation de l'énergie mécanique ?
[/b][color=#0080FF] --> La variation de l'énergie mécanique est nulle, l'énergie mécanique initiale vaut celle finale.
[b][/color]- Donner l'expression littérale de l'énergie mécanique du système en n'importe quel point.
[color=#0080FF][/b] --> Em = Ec+Epp
[b][/color]- Simplifier cette expression au point B, origine des hauteurs
[color=#0080FF][/b]--> Em = Ec
[/color][b]- Exprimer l'énergie mécanique du système au point C, sommet de la trajectoire (la vitesse du wagon est nulle lorsqu'il atteint le point culminant de sa trajectoire).
[color=#0080FF][/b] --> Em = Epp
[i][color=#800080][Je déduis de ces deux questions que Ec = Epp.]
[/color][/i]
[b][/color]- En utilisant les expressions obtenus aux question 5 à 7, répondre à cette question :À quelle vitesse minimale le wagon doit-il être propulsé pour atteindre le point le plus haut du parcours ?
[color=#0080FF][/b]--> [les photos ne se sont pas chargées] J'ai trouvé ~= 52.2 m/s, soit, après conversion (sur un site Internet), 187.2 km/h.
[/color]
[b]- En réalité la vitesse à communiquer au système est 206 km/h ; commenter.
[color=#0080FF][/b]--> La différence entre les deux résultats s'explique par la négligence des forces de frottement : la vitesse à communiquer au wagon est plus élevée en réalité car elle prend en compte les forces de frottement qui ralentissent la progression du système.[/color]