Ressort à spires non jointives

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John (Terminale S)

Ressort à spires non jointives

Message par John (Terminale S) » mar. 8 mai 2012 09:18

Bonjour !
Un petit exercice me pose problème, le voici

"Une masse de 100 g est suspendue à l'extrémité d'un ressort à spires non jointives. Il s'allonge de 4 cm. Quelle est la valeur de la constante de raideur ?"

Je n'arrive pas à voir comment résoudre ce problème
Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?

En vous remerciant,
John.
SoS(12)
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Re: Ressort à spires non jointives

Message par SoS(12) » mar. 8 mai 2012 09:56

Bonjour John,

Il faudrait nous proposer un début de réponse, vous vous doutez bien que nous ne ferons pas l'exercice à votre place.

Quelques indices pour commencer : équilibre, forces.

A vous de jouer, en utilisant votre cours, votre livre, les exercices déjà faits ...

En restant à votre disposition.
John (Terminale S)

Re: Ressort à spires non jointives

Message par John (Terminale S) » mar. 8 mai 2012 13:33

Bonjour !
En fait, cet exercice porte sur un chapitre que je n'ai même pas abordé, d'où la demande en aide.

D'après les indices que vous me donnez, j'imagine qu'il faut effectuer un bilan des forces s'effectuant sur le ressort.
Si l'on néglige les frottements, alors on aurait, uniquement la force de rappel F qui s'applique sur le ressort, sur l'axe Ox non ?
(Je me disais de prendre le poids P en compte, mais vu que cette force n'intervient que sur l'axe Oz ou Oy selon le repère choisi...)

En fait, je ne vois pas comment trouver la réponse, car si j'ai bien compris, on connaît F, la masse m de l'objet, et on doit en déduire k..
Sachant que F = k x(vecteur i) si j'ai bien retenu la formule exprimant la force de rappel qui s'exerce sur un ressort.

Voilà voilà, après je n'ai pas vraiment d'idées

Bonne journée
John
SoS(12)
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Re: Ressort à spires non jointives

Message par SoS(12) » mar. 8 mai 2012 14:09

En premier lieu, si on suspend une masse au ressort, l’allongement du ressort se fera suivant l'axe vertical, donc plutôt 0z : bref, le poids de la masse accrochée va bien sûr intervenir.

D'autre part, la force de rappel du ressort se calcule bien comme vous le proposez, mais le x peut très bien être un z, c'est juste l'allongement du ressort, quelle que soit la direction de cet allongement.

Bref, vous n'êtes pas loin de la solution ...
John (Terminale S)

Re: Ressort à spires non jointives

Message par John (Terminale S) » mar. 8 mai 2012 16:26

Bonjour,
Ah oui en effet !

Désolé pour l'erreur d'analyse, en suspendant une masse à un ressort, on étudie un mouvement du ressort sur l'axe Oz et non sur Ox.
Donc le poids P intervient bien, je me disais aussi.

Ah ? Si j'ai bien compris, la valeur d'étirement "4 centimètres" correspond donc au z ou x de la formule, mais non à la force de rappel exercée sur le ressort !
Evidemment, sinon cette valeur serait en N ! Je comprends un peux mieux.

J'imagine qu'il faut appliquer la seconde loi de Newton
On aurait donc P + F = m a (vecteur accélération, c'est une relation vectorielle)

D'où m g - k xi = m a
<=> g - (k/m) xi = a

Après on pourrait isoler le reste pour trouver la valeur de k, mais comment connaît-t'on l'accélération ici ?
SoS(12)
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Re: Ressort à spires non jointives

Message par SoS(12) » mar. 8 mai 2012 16:39

A la lecture du sujet, on peut supposer un équilibre ...
John (Terminale S)

Re: Ressort à spires non jointives

Message par John (Terminale S) » mar. 8 mai 2012 16:50

Bonsoir,
Ah bah en effet, l'accélération vaut donc 0.

Je fais le calcul, et je trouve k = 24,5 environ
Je trouve cette valeur un peu élevée, me suis-je trompé ?
SoS(12)
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Re: Ressort à spires non jointives

Message par SoS(12) » mar. 8 mai 2012 17:02

Non, votre valeur numérique est correcte. Mais je vous rappelle qu'une valeur numérique donnée sans l'unité appropriée n'a pas grande valeur ...
John (Terminale S)

Re: Ressort à spires non jointives

Message par John (Terminale S) » mar. 8 mai 2012 17:13

Bonjour,
Pardon, j'ai oublié de dire que cette valeur est en N/m

Bonne soirée à vous & merci !
John
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