Bonjour,
Lors de l'étude des actions mécaniques qui s'exercent sur un système, comment est-il possible de savoir si l'air exerce une action sur ce système ?
Par exemple, dans l'exercice suivant :
Le lancer de marteau est une épreuve d'athlétisme qui consiste à projeter le plus loin possible un "marteau" constitué d'une boule d'acier reliée à une poignée par un câble . La préparation du lancer se fait par un mouvement circulaire.
Après plusieurs tours l'athlète lâche la poignée pour laisser partir le marteau. On se placera dans un référentiel terrestre.
1) A quelle forces est soumise la boule d'acier:
a. Lors de la préparation?
b.Lorsque le marteau est en vol?
c.Lorsque le marteau est tombé au sol?
En ce qui concerne les réponses a et b pourquoi ne pourrions-nous pas considérer que l'air en plus du câble et du poids pour la question a exercent une action mécanique sur le marteau ainsi que l'air exerce en plus du poids une action mécanique pour la question b ?
Merci d'avance.
Force et mouvement
Modérateur : moderateur
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J 2nde
Re: Force et mouvement
Bonjour J,
Afin de pouvoir vous répondre clairement pourriez vous proposer une réponse détaillée pour chacune des questions de l'exercice.
Pour la question : comment est-il possible de savoir si l'air exerce une action sur ce système ?
Vous voulez certainement parler des frottements de l'air. Donc pour qu'il y ait frottement avec de l'air il faut qu'il y ait mouvement dans l'air. Selon les cas, nous pourrons négliger ces actions ou pas.
Afin de bien respect les conventions de ce forum, je vous demanderais de bien vouloir signer vos messages avec votre prénom.
N'hésitez pas à bien préciser vos questions pour que je puisse vous aider.
Sos(41)
Afin de pouvoir vous répondre clairement pourriez vous proposer une réponse détaillée pour chacune des questions de l'exercice.
Pour la question : comment est-il possible de savoir si l'air exerce une action sur ce système ?
Vous voulez certainement parler des frottements de l'air. Donc pour qu'il y ait frottement avec de l'air il faut qu'il y ait mouvement dans l'air. Selon les cas, nous pourrons négliger ces actions ou pas.
Afin de bien respect les conventions de ce forum, je vous demanderais de bien vouloir signer vos messages avec votre prénom.
N'hésitez pas à bien préciser vos questions pour que je puisse vous aider.
Sos(41)
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Jasmine 2nde
Re: Force et mouvement
1/ a) Lors de la préparation, la boule d'acier est soumise à la force exercée par la Terre (son poids), ainsi que la force exercée par le câble. Je ne comprends pas la raison pour laquelle dans ce cas on ne peut pas considérer qu'il y a un frottement de l'air puisqu'il y a un mouvement dans l'air.
b) Lorsque le marteau est en vol, la boule d'acier est soumise à la force exercée par la Terre (son poids). Dans ce cas non plus, je ne comprends pas pourquoi nous ne pouvons pas considérer que l'air exerce également une action sur la boule d'acier puisqu'il y a un mouvement dans l'air.
c) Lorsque le marteau est tombé au sol, les forces s'exerçant sur lui sont celle de la Terre (poids) et le sol.
Dans quels cas pouvons-nous alors négliger ou pas l'action de l'air si cela n'est pas précisé dans l'exercice ?
Je me permets de vous poser une question supplémentaire : Prenons l'exemple d'un coureur et imaginons que par rapport au référentiel terrestre, son mouvement est rectiligne uniforme, il répond donc bien au principe d'inertie, les forces qui s'exercent sur lui (action mécanique de la Terre et du sol) se compensent. Mais si celui-ci accélère, le principe d'inertie n'est plus vérifié : quelles actions supplémentaire empêche-t-elle les deux précédentes de se compenser ?
Je vous remercie.
b) Lorsque le marteau est en vol, la boule d'acier est soumise à la force exercée par la Terre (son poids). Dans ce cas non plus, je ne comprends pas pourquoi nous ne pouvons pas considérer que l'air exerce également une action sur la boule d'acier puisqu'il y a un mouvement dans l'air.
c) Lorsque le marteau est tombé au sol, les forces s'exerçant sur lui sont celle de la Terre (poids) et le sol.
Dans quels cas pouvons-nous alors négliger ou pas l'action de l'air si cela n'est pas précisé dans l'exercice ?
Je me permets de vous poser une question supplémentaire : Prenons l'exemple d'un coureur et imaginons que par rapport au référentiel terrestre, son mouvement est rectiligne uniforme, il répond donc bien au principe d'inertie, les forces qui s'exercent sur lui (action mécanique de la Terre et du sol) se compensent. Mais si celui-ci accélère, le principe d'inertie n'est plus vérifié : quelles actions supplémentaire empêche-t-elle les deux précédentes de se compenser ?
Je vous remercie.
Re: Force et mouvement
Bonjour Jasmine,
Pour votre première question, la règle est de négliger les forces lorsque celle-ci peuvent être considérées comme "très petites" devant les autres forces.
Un exemple, si un bille métallique tombe. Qu'elles soit dans l'air ou dans le vide, elle tombe à la même vitesse, donc les frottements de l'air sont négligeable donc on n'en parle pas en faisait le bilan des forces (ou on indique qu'on les néglige).
Si une plume tombe. Dans le vide, elle tombera aussi vite que la bille métallique mais si elle est dans l'air (ce qu'on a l'habitude d'observer), elle tombera au ralenti. Dans ce cas, les frottements de l'air ne sont plus négligeables car ils ralentissent beaucoup le mouvement.
On peut faire la même remarque pour le lancé de poids et le lancé de disque. Dans un cas, on néglige les frottements et pas dans l'autre.
Pour la deuxième question, le principe d'action et de réaction est toujours vrai mais prenons un autre exemple pour le comprendre:
Dans l'espace, si vous lancez un objet, vous exercez une force sur cet objet qui exerce aussi une force sur vous, alors vous partirez dans un sens et l'objet dans l'autre.
Sur Terre, vous lancez un objet, les deux forces sont toujours présentes mais si la force qui met l'objet en mouvement est suffisante, vous le verrez bouger. La force de réaction est rarement assez élevé pour vous faire bouger aussi (à part peut être si on tire un coup de feu à la chasse).
Donc pour revenir à votre exemple, lorsque vous exercez une force sur la Terre avec votre pied ( la Terre ne bouge pas car la force n'est pas suffisante) mais la force de la Terre sur vous n'est pas négligeable et vous met donc en mouvement. A chaque impulsion, si vous ne faites que compenser les différentes forces résistantes votre mouvement reste uniforme mais si votre impulsion est plus forte vous pouvez accélerer ce mouvement...
Ces exemples vous ont-ils aider à comprendre ? N'hésitez pas à poser d'autres questions.
Cordialement
Sos(41)
Pour votre première question, la règle est de négliger les forces lorsque celle-ci peuvent être considérées comme "très petites" devant les autres forces.
Un exemple, si un bille métallique tombe. Qu'elles soit dans l'air ou dans le vide, elle tombe à la même vitesse, donc les frottements de l'air sont négligeable donc on n'en parle pas en faisait le bilan des forces (ou on indique qu'on les néglige).
Si une plume tombe. Dans le vide, elle tombera aussi vite que la bille métallique mais si elle est dans l'air (ce qu'on a l'habitude d'observer), elle tombera au ralenti. Dans ce cas, les frottements de l'air ne sont plus négligeables car ils ralentissent beaucoup le mouvement.
On peut faire la même remarque pour le lancé de poids et le lancé de disque. Dans un cas, on néglige les frottements et pas dans l'autre.
Pour la deuxième question, le principe d'action et de réaction est toujours vrai mais prenons un autre exemple pour le comprendre:
Dans l'espace, si vous lancez un objet, vous exercez une force sur cet objet qui exerce aussi une force sur vous, alors vous partirez dans un sens et l'objet dans l'autre.
Sur Terre, vous lancez un objet, les deux forces sont toujours présentes mais si la force qui met l'objet en mouvement est suffisante, vous le verrez bouger. La force de réaction est rarement assez élevé pour vous faire bouger aussi (à part peut être si on tire un coup de feu à la chasse).
Donc pour revenir à votre exemple, lorsque vous exercez une force sur la Terre avec votre pied ( la Terre ne bouge pas car la force n'est pas suffisante) mais la force de la Terre sur vous n'est pas négligeable et vous met donc en mouvement. A chaque impulsion, si vous ne faites que compenser les différentes forces résistantes votre mouvement reste uniforme mais si votre impulsion est plus forte vous pouvez accélerer ce mouvement...
Ces exemples vous ont-ils aider à comprendre ? N'hésitez pas à poser d'autres questions.
Cordialement
Sos(41)
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Jasmine 2nde
Re: Force et mouvement
Vos exemples m'ont été très utiles et m'ont permis de comprendre, je vous en remercie.
Jasmine.
Jasmine.