Conservation de L'energie

[Bobby]

Bonjour, j'ai un problème qui me donne beaucoup de fil à retorde et j'aimerais avoir votre aide avec si possible la démarche (j'ai vraiment tout essayé) afin de répondre à l'énoncer 4 (trouver le coefficient de frottement cinétique quand le bloc termine sa course à l'arrivée). Merci d'avance !

Alors pour l'énoncé 4 voici mon raisonnement :

Ef - Ei = Wnc

L'énergie final - L'énergie initial = Le travail des forces non-conservative (le frottement)

Kf + Uf = Ki + Ui + Wnc

On nous dit à l'énoncé 4 que Ki = 9.8 J et comme le train n'a plus de vitesse rendu à l'arrivé Kf = 0

Donc Uf - Ki - Ui = F * S cos 180 => Uf - Ki - Ui = -F*S

Car la force de frottement est en sens opposé au déplacement cependant elle n'est valide qu'à partir de S2 (avant cela il n'y a pas de frottement) donc j'imagine qu'on devrait prendre le problème en 2 partie ? soit du départ jusqu'au bas de la pente #2 ?

J'ai également essayé cela et dans les 2 cas, soit le coeff est négatif (ce qui n'est pas possible) ou soit qu'il est trop grand..

La seule manière que j'ai réussi à trouver un coefficient de frottement cinétique qui semble correct (environ 0.54 de mémoire), c'est en incluant dans les forces non conservatives le travail de la normal en S1 et en S2 ce qui donne :

Uf = Ki + Ui + Wfc + Wp1 + Wp2

Uf - Ki - Ui = Wfc + Wp1 + Wp2

Est-ce correct d'inclure les forces normal dans l'équation (autre que dans le frottement) ?
C'est la seule manière que j'ai réussi à trouver une réponse qui a de l'allure et j'ai tenu compte bien sûr des angles d'inclinaison des 2 pentes.

Votre résultat est t-il semblable ?

Merci beaucoup !

[SoS(24)]

Bonjour Bobby,

Attention à votre notation et à vos formules :
L'énergie cinétique se note Ec et l'énergie potentielle se note Ep.
Effectivement, dans votre exemple, il n'y a pas conservation de l'énergie mécanique, il faut donc partir de :
- variation Em = Em(f) - Em(i) = W(F) F étant la force de frottements (force non conservative)
- on remplace ensuite Em par Ec + Ep...

A vous de continuer maintenant, nous attendons votre réponse pour continuer à vous aider.
A tout de suite.

[bobby]

Oui Ki étant Cinétique en anglais..

Cependant, la force de frottement est seulement présente à partir du bas de la pente #2 !

J'ai essayé de plusieurs façons et je n'arrive pas à trouver le bon coefficient de frottement.

Je crois que la plus logique serait de faire

Ecf = Eci + Epi

Energie cinetique final (au bas de la pente #2) = Energie Cinetique initial + Energie potentiel initial ( en haut de la pente 1 )

Ensuite l'énergie cinetique final qui est au bas de la pente #2 deviendrait l'énergie cinetique initial pour considérer la 2 ème parti du problème soit la parti ayant un frottement.

Ce qui donnerait

Epf = Eci + Wnc

Energie potentiel final ( en haut de la pente #2 ) = Energie cinetique initial ( au bas de la pente #2 ) + Frottement ( qui est dans le sens inverse du déplacement )

Est ce une bonne méthode de séparer le problème en 2 comme ça ? Ou je devrais tout simplement faire :

Epf = Epi + Eci + Wnc

Energie potentiel En haut de la pente #2 car vf=0 donc pas d'énergie cinetiquie = Energie cinetique et potentiel (En haut de la pente #1) + frottement ( -F * s )

Quel des 2 méthodes serait à privilégié pour trouver le frottement à l'exercice 4.4 ? Et surtout, à quel résultat arrivé vous ?

Comme les heures sont différentes de mon pays au votre, ce sera le dernier message que je pourrais envoyer avant de devoir remettre mes travaux, donc j'aimerais bien pouvoir comparer mes réponses aux votre et connaitre la bonne démarche dans le cas ou celle que j'ai appliqué n'est pas correct. Merci !

[SoS(24)]

Bonjour bobby,

- Comme je vous le disais hier, il faut partir de : Em = Emf - Emi = W(F)
- Vous savez que Emf = Ecf + Epf et vous avez raison de dire que Ecf = 0 (car vf = 0) donc Em(f) = ? (à vous de la calculer en fonction de l'angle indiqué et de s2)
- Vous savez que Emi = Eci + Epi avec Epi = 0 (référence) et Eci = 9,8 J (voir énoncé)
- Vous avez écrit aussi que W(F)= -F.s2

Si vous remplacez ces trois expressions dans l'équation de la première ligne, vous avez une équation à une inconnue (F).
A vous de l'isoler et de trouver sa valeur.

Nous attendons votre réponse pour continuer à vous aider.

[Bobby]

Merci, mon erreur était d'avoir rajouter l'énergie potentiel initial (car je me disais qu'il partait, oui avec une énergie cinétique spécifié, mais tout en gardant sa hauteur initial donc une énergie potentiel ), mais je crois que le problème est tellement sujet à interprétation que...

Donc j'ai regarder le problème comme si on partait du bas de la pente 1 ( donc énergie potentiel initial = 0 avec une énergie cinétique total de 9.8 ).

Et j'ai finalement obtenue un coeff positif qui est d'ailleurs, plus petit que celui que j'avais trouvé plus tôt :)

Merci, et juste à temps !