Lois mécanique...

[Invité]

Bonjour j'ai d'énormes difficultés à traiter ces exos où il n' y a pas de données .Qui peut m'aider ,

1 Debout à l'extrémité d'un tremplin de plongeon, vous vous accroupissez. Décrivez le mouvement du tremplin

2-Zazie tombe du cerisier où elle était en train de marauder. La force exercée sur son corps par le sol quand elle le heurte est elle inférieure , égale ou supérieure à son poids ?

3-Vous lancez un objet (Une balle par ex.) en l'air et à la verticale.Décrire le mouvement de l'objet. On distinguera plusieurs phases (seule la poussée d'Archimède est négligée)

4-Lorsqu'un motard prend un tournant en moto sur une route horizontale (virage non relevé) , quelle est la nature de la force qui permet de prendre le tournant ?
J'ai répondu : force centrifuge

5-Un homme monte sur un pèse-personnes, un objet lourd dans la main.Il tire l'objet rapidement vers le haut d'un mouvement rectiligne accéléré puis décéléré.Comment évolue l'indication de la balance ; Justifier.

6-Le schéma ci-dessous représente les positions occupées par un mobile lancé sur une surface horizontale (Les valeurs données sont les valeurs réelles : 21 mm ; 18 mm……mesurées))

Voir le schéma en fichier joint

τ = 20 ms


a) Le mobile est il pseudo-isolé ?
b) Représenter les vecteurs vitesses V2 et V4 puis le vecteur variation de vitesse (ΔV)3
c) Comparer le sens de ΔVG à celui du mouvement
d) La réaction du sol R est elle perpendiculaire à la surface de contact ? Justifier .
e) Existe-t-il des forces de frottements ?


Merci pour votre aide ; Pour les exos 1 et 5 , j'ai essayé d'utiliser mon pèse personne mais dommage c'est un pèse personne numérique: je n'ai rien pu constater ! J'ai vraiment besoin de votre réflexion


Claude

[SoS(5)]

Bonjour Claude,

Pour traiter ces exercices, il faut connaître et comprendre les lois de la mécanique. Avez vous déjà fait un cours en classe ou s'agit-il d'une activité de découverte ?
Dans les 2 cas, je vous propose de vous plonger dans votre manuel et de rechercher les lois de la mécanique qui peuvent alimenter votre reflexion.
D'autre part, je vous propose une méthode qui permet de démarrer tous les exercices : je définis le système que j'étudie, je choisis un référentiel d'étude, je fais un bilan des forces qui s'exercent sur le système que j'étudie ( en m'aidant éventuellement d'un diagramme objet interactions)
J'attends de vos nouvelles

[Invité]

Exo 1

a) le plongeur est immobile

P + R = 0 ( Meme point d'application : G; Même direction (Verticale) ; de sens opposé et de même intensité )

b) le plongeur s'accroupit

premier temps : mvt accéléré vers le bas => P + F = - ma

deuxieme temps : mvt accéléré vers le haut => P + F = + ma

c'est juste ?

Pour le 2ème exo et le 3ème je ne vois pas

Le 4eme exo : j'ai répondu force centrifuge ?

Le 5 émé: difficile pur moi

[SoS(5)]

Rebonjour Claude,
Commencons par le début: quelles sont les lois de mécanique que vous connaissez ?

[Invité]

1ere loi de newton

et 2eme loi de Newton

[SoS(5)]

Que disent ces deux lois ?

[SoS(5)]

Claude,

Commencez par étudier les forces qui s'exercent sur le plongeur dans le référentiel terrestre. Les forces qui s'appliquent au plongeur sont : le poids et ....... D'après la première loi de Newton, ces deux forces se .......... car le plongeur est ..............
Une force est une modélisation d'une interaction, le poids est donc lié à l'interaction plongeur - Terre, et la seconde force est liée à l'interaction plongeur-tremplin.
Pour faire maintenant le bilan des forces qui s'exercent sur la tremplin : il est en interaction avec la piscine et le plongeur.
Il vous reste à poursuivre le raisonnement après avoir combler les espaces .............

[Invité]

Voilà ce que j'ai pu faire : pouvez vous s'il vous plait m'aider à comprendre ce qui n'est pas bon ! Merci

Exo 1)
1ere phase : la somme des deux forces est nulle ; le poids et la réaction du tremplin ont une somme nulle.

La réaction du tremplin est donc verticale, dirigée vers le haut et d'intensité égale à celle du poids du plongeur.
Le tremplin est donc courbé vers le bas sous l'effet du poids du plongeur.

Puisque la somme de ces deux forces est nulle le mouvement du plongeur et du tremplin est
. soit un mouvement rectiligne et uniforme (cela n'est "physiquement" pas possible ici)
. soit l'immobilité

Donc, tremplin et plongeur sont immobiles


Deuxième phase, premier temps : l'accélération du plongeur est vers le bas ; donc la résultante du poids et de la réaction du tremplin est vers le bas ; comme l'intensité du poids ne varie pas c'est que l'intensité de la réaction du tremplin a diminué ; et donc le tremplin qui exerce une force plus faible remonte

Deuxième phase, deuxième temps : le plongeur diminue sa vitesse de descente quand ses genoux vont être complètement pliés ; donc l'accélération est vers le haut ; comme l'intensité du poids ne varie toujours pas c'est que l'intensité de la réaction du tremplin est maintenant supérieure au poids ; le tremplin exerce une réaction supérieure au poids du plongeur ; donc le tremplin descend.

exo 2 :

La force exercée sur son corps par le sol quand elle le heurte est égale à son poids : soit A le corps de zazie et B le sol ; C'est la 3eme loi de newton : lorsqu'un A exerce une force F sur B, le corps B exerce au même instant une F' sur A; Quelque soit l'état du mouvement de A par rapport à B:
F = - F'

Exo 3 :

3 phases : Je ne suis pas du tout sur !

a) Mvt ascendant : Mvt rectiligne uniforme
b) Mvt descendant : Mvt peut être parabolique
c) Contact avec le sol : Les forces s'annulent

Exo 4 :

Force d'inertie

Exo 5 :

Je pense que le chiffre annoncé sur la balance augmente quand il tire l'objet vers le haut puis diminue quand il y a décélération

Exo 6)

1) Pour moi le système est pseudo-isolé car les seuls forces sont le poids et la réaction du support qui se compensent !
Il y a surement des forces de frottement et là ?...

2) V2 = G1G3/ 2= 0.039/40 = 9,75 . 10-4 ms-1


V4 = 0.027/ 40 = 6,075.10-4 ms-1

(V)3= V4 + V3 / 2 = 7,9125.10-4 ms-1

3) Sens opposé au mouvement: je crois

4) Pour moi la réaction du sol R est perpendiculaire à la surface de contact

De là a le justifier; je ne sais pas faire !

5)Il existe des force de frottement ; et alors ?

J'attends votre "jugement" car je n'ai pas encore bien tout assimilé !

et encore merci

[SoS(5)]

Bonjour Victor,

Vous avez avancé dans votre reflexion, c'est très bien . Reprenons

Exo 1)
1ere phase : la somme des deux forces qui s'exercent sur qui ? est nulle ; le poids et la réaction du tremplin ont une somme nulle.

La réaction du tremplin exercée sur le plongeur est donc verticale, dirigée vers le haut et d'intensité égale à celle du poids du plongeur.
Faites le bilan des forces qui s'exercent sur le tremplin pour pouvoir dire :
Le tremplin est donc courbé vers le bas sous l'effet du poids du plongeur.

Puisque la somme de ces deux forces est nulle le mouvement du plongeur et du tremplin le plongeur et le tremplin sont deux systèmes séparés est
. soit un mouvement rectiligne et uniforme (cela n'est "physiquement" pas possible ici)
. soit l'immobilité

Donc, tremplin et plongeur sont immobiles


Deuxième phase, premier temps : l'accélération du plongeur est vers le bas ; donc la résultante du poids et de la réaction du tremplin est vers le bas ; comme l'intensité du poids ne varie pas c'est que l'intensité de la réaction du tremplin a diminué ; et donc le tremplin qui exerce une force plus faible remonte

Deuxième phase, deuxième temps : le plongeur diminue sa vitesse de descente quand ses genoux vont être complètement pliés ; donc l'accélération est vers le haut ; comme l'intensité du poids ne varie toujours pas c'est que l'intensité de la réaction du tremplin est maintenant supérieure au poids ; le tremplin exerce une réaction supérieure au poids du plongeur ; donc le tremplin descend.

Le probléme est que vous voulez étudier deux systèmes à la fois. Choissisez le tremplin par exemple et comme vous le faites, utilisez la troisèeme loi de Newton pour déterminer les forces.
Pour connaitre le mouvement d'un système, il faut connaitre la somme des forces qui s'exercent sur lui et lui-seul.
Faisons le bilan des forces qui s'exercent sur le plongeur dans le référentiel terrestre supposé galiléen : Il est soumis à son poids ( interaction avec la Terre), il est soumis à une force exercée par le tremplin. Ces deux forces se compensent car il est immobile Donc l'intensité de la force exercée par le tremplin est la même que le poids du plongeur.
D'après le troisème loi de Newton, le force exercée par le tremplin sur le plongeur ont la même direction et la même intensité.

Faisons le bilan des forces qui s'exercent sur le tremplin dans le référentiel terrestre supposé galiléen : Il est soumis à son poids ( interaction avec la Terre), il est soumis à la force exercée par le plongeur et la force exrcée par le support. Ces trois forces se compensent car il est immobile. Il est à ce moment là, horizontal.
Que va -t-il se passer quand le plongeur va sauter ? quelle(s) force(s) change(nt) ?

Exo 2 : OK

Exo 3 :

3 phases : Je ne suis pas du tout sur !

a) Mvt ascendant : Mvt rectiligne uniforme non, la seule force qui s'exercent sur l'objet est son poids, il n'est donc pas pseudo-isolé, le mouvement n'est pas uniforme.
b) Mvt descendant : Mvt peut être parabolique Regardez ce que je vous propose comme piste à la a
c) Contact avec le sol : Les forces s'annulent

exo 4 : Quelle est la force qui permet à la moto d'avancer en ligne droite ? Pour répondre faites un bilan des forces qui s'exercent sur la moto puis utilisez la troisième loi de newton . C'est la même chose dans un virage !

exo 5 : je ne suis pas d'accord : là encore faites le bilan des forces qui s'exercent sur la personne

exo 6 : reprenez la première loi de Newton, les points sont ils équidistants pour pouvoir dire que le mouvement est rectiligne et UNIFORME ?

Vous vous êtes trompé dans le calcul des vitesses, quelle est la durée qui sépare le passage en A1 et A3 ? c'est 2*40ms !
ensuite on vous demande de calculer (ΔV)3 soit (ΔV)3= V4-V3 et non pas une moyenne

Quelle est la définition de l'accélération ? c'est une variation de vitesse divisée par une durée. Autrement dit, une variation de vitesse est la produit d'une accélération par une durée.

Je vous laisse approfondir votre réflexion

[Invité]

Pour l'exo 4 : force centripète


Pour l'exo 5 :
Un homme monte sur un pèse-personnes, un objet lourd dans la main.Il tire l'objet rapidement vers le haut d'un mouvement rectiligne accéléré puis décéléré.Comment évolue l'indication de la balance ; Justifier.

Pour moi:
1er temps : Il tire l'objet vers le haut avec un mvt rectiligne uniforme ; donc l'accélération est vers le haut ; comme l'intensité du poids ne varie toujours pas c'est que l'intensité de la réaction du pèse personne est maintenant supérieure au poids ; la réaction est supérieure au poids de l'homme; donc l'indication augmente

2eme temps : Il tire l'objet vers lebas avec un mvt rectiligne uniforme ; donc l'accélération est vers le bas ; il y a décélération; comme l'intensité du poids ne varie toujours pas c'est que l'intensité de la réaction du pèse personne est maintenant inférieur au poids ; la réaction est inférieure au poids de l'homme; donc l'indication diminue

Exo 6


1) Pour moi le système n'est pas pseudo-isolé car le mvt n'est pas rectiligne uniforme (Points non equidistants)

2) V2 = G1G3/ 2T= 0.039/2x20 = 9,75 . 10-4 ms-1


V4 = 0.027/ 40 = 6,075.10-4 ms-1

(V)3= V4 -V2= (6,075-9,75) .10-4 = - 3,675 .10-4 ms-1

3) Sens opposé au mouvement: (2ème loi de Newton)
(v)3 est de plus négatif

4) Pour moi la réaction du sol R est perpendiculaire à la surface de contact

5)Il existe des force de frottement ; De là a le justifier; je ne sais pas faire !

Pouvez vous confirmer mes réponses et rectifier si besoin en est

Merci

claude

[Invité]

suite

et pour le 1er exo je n'arrive toujours pas à voir ce que j'ai faux ?

Pour moi dans la deuxième phase ;, dans un 1er temps le tremplin descend puis dans un second temps il remonte


Help me ! je commence à plus rien y comprendre !

Claude

[SoS(5)]

Bonjour Claude,

EXO 1

Pour moi dans la deuxième phase ;, dans un 1er temps le tremplin descend puis dans un second temps il remonte

. Cette réponse est correcte mais c'est votre analyse en termes de frorces qui est un peu confuse.
EXO 3 : Lors de la montée, l'objet est soumis à son seul poids qui est dirigé vers le bas, le mouvement est bien rectiligne mais pas uniforme, il est ralenti, pour preuve, il commence à redescendre juste après que la vitesse s'annule. A partir de ce moment, il est encore soumis à son seul poids , de même sens que le déplacement, le mouvement est donc rectiligne accéléré.
exo 4 : je ne suis pas d'accord, faites le bilan des forces qui s'exercent sur la moto. A quelles forces la moto est soumise ? à une force exercée par la Terre, c'est le poids ; à des forces exercées par la route, c'est la réaction et les frottements. Faites éventuellement un schéma et regardez quelle peut être la force qui fait avancer, tourner la moto...
exo 5 : Faites la encore un bilan des forces qui s'exercent sur l'homme et appliquez la 3° loi de Newton pour l'intercation homme-pèse personne.
exo 6 : Dans le calcul de vitesse, OK sur le principe mais attention aux unités, je ne suis pas d'accord avec vous valeurs numériques.
Choississez une échelle pour représenter les vecteurs vitesse puis faites la différence. Le mouvement n'est pas rectiligne uniforme, donc le système n'est pas pseudo-isolé, la somme vectorielle des vecteurs forces n'est pas égale au vecteur nulle. A vous de conclure

[Invité]

Bonjour
Moi c'est Mickaël, et il se trouve que j'ai eu le même devoir.
J'ai encore un peu de mal avec l'exercice 5 (je n'arrive pas a visualiser les forces qui s'exerce).
Pour l'exercice 3, lorsqu'on lance la balle, il n'y a plus que le poids qui agit sur elle. C'est d'ailleurs pour cela qu'elle s'immobilise pendant un très cours instant (0.5 seconde); puis qu'elle finit par redescendre, avec un mouvement rectiligne accéléré dû à l'action du poids. Voila ce que je pense.
Pour l'exercice 4, l'on peut supposer que le motard avez un mouvement rectiligne(route horizontale) et uniforme(vitesse limité à 50km/h). Lorsqu'elle prends le virage, elle décéléré avant, ce qui a pour effet d'atténuer les forces de frottement. Lors du virage, le motard procède à un légère accélération, pour lui permettre de garder le contrôle de la moto, ce qui aura pour effet d'augmente la résistance du motard au vent, et donc les force de frottements: P n'est pas = a f. C'est en tout cas ce que je pense.
Pour l'exercice 1, je pense que les forces qui changent sont celles de la force exercé par le plongeur (car il s'accroupit), et maleureusement je n'en voit pas d'autres (y en a-t-il?).
Pour l'exercice 2 et 6 je m'en suis pas mal sortit.
Voila. Désolé d'interrompre vos réflexion, et j'espère que ce que j'ai dit n'est pas trop faux, stupide ou inutile. Merci beaucoup de me corriger si possible.
Mickaël.

[SoS(17)]

Bonjour Mickaël,
Pour l'exercice 5, j'ai donné des éléments de réponse dans le forum physique première "physique S".
Pour l'exercice 3, votre réponse est correcte mais la balle ne sera immobile que pendant l'instant où elle fait demi-tour.
Pour l'exercice 4, les forces de frottement ont sans doute une importance mais c'est parce que le motard se penche qu'il peut prendre le virage : représentez cette situation et cherchez la résultante des forces (direction et sens); inutile d'inventer une force supplémentaire...
Pour l'exercice 1, sans connaître le mouvement du plongeur, il est difficile de répondre mais vous pouvez lire ou relire les échanges précédents dans ce même sujet.
Et pour conclure, sachez qu'il n'est jamais inutile de réfléchir !
Bonne continuation.

[Invité]

Bonjour,
Merci beaucoup pour les réponses.
Pour l'exercice 6, dans la question 4, la réaction, pour moi, n'est pas perpendiculaire à la surface de contact, car le solide n'étant pas pseudo isolé, les forces ne se compensent pas, et donc P+R=0 n'est pas vrai dans se cas. Vrai?
J'ai aussi toujours un peu de mal pour l'exercice 1.
Merci beaucoup de votre aide.
Je retourne à mes réflexion.
Mickaël.