Bonjour, j'ai un devoir de physique dont le sujet porte sur les mouvement et les forces d'une course de bobsleigh.
Voici l'énoncé :
Les courses de bobsleigh, à 2 ou 4 personnes, se déroulent sur une piste glacée comportant des virages.
1) Lors de la phase de démarrage, tous les coéquipiers poussent le bobsleigh qui accélère sur une ligne droite d'environ 50 mètres puis prennent place dans l'habitacle.
a- Inventorier les actions mécaniques qui s'exercent sur le bobsleigh dans la phase de démarrage puis indiquer les forces correspondantes. (construire un diagramme objets-actions)
b- Les forces exercés sur le bobsleigh se compensent-elles ? Justifier
c- Comparer les forces que doivent exercer les coéquipiers lors de la phase de démarrage d'un bobsleigh à 2 et à 4 pour atteindre la même vitesse.
2) Lors de la seconde phase du mouvement, la vitesse atteinte est maintenue constante sur une partie de ligne rectiligne.
a- Donner, en justifiant, les caractéristiques des forces qui s'exercent sur le bobsleigh à 4 lors de la seconde phase du mouvement.
b- Les représenter avec l'échelle 1 cm pour 3 500 N.
Données :
* masse max (équipiers inclus) pour un bobsleigh :
- à 2 m = 390kg
- à 4 m' = 630kg
* valeur max du poids d'un bobsleigh à 4 : P = 6 300 N
Voici mes réponses :
1) a- (la terre se situe sous le bobsleigh)
Le pousseur -> le bobsleigh <- la piste
^
'
'
La Terre
- F -> pousseur/bobsleigh : la force exercé par le sportif sur le bobsleigh
- F -> piste/bobsleigh : la réaction de la glace sur le bobsleigh
- F -> Terre/bobsleigh : le poids du bobsleigh sur la Terre
1) b- Les forces ne se compensent pas, le mouvement est rectiligne accéléré. (je n'ai pas de justification à proposer)
1) c- Lors de la poussée, le bobsleigh est vide et les pousseurs courent sur la piste, la masse à mettre en mouvement est toujours la même. Donc, l'engin étant le même, à 4, à 2 ou seul il faudra une même poussée pour atteindre une même vitesse. Chaque équipiers aura donc moins d'efforts à fournir à 4 que à 2 ou seul. Si la poussée est de F avec un pousseur alors elle sera de F/2 avec 2 pousseurs ou de F/4 avec 4 pousseurs.
2) a- On a un mouvement rectiligne uniforme, or d'après la formule du principe d'inertie quand un objet est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme, l'ensemble des actions mécaniques qui agissent sur cet objet se compensent, donc les forces se compensent.
Je reste bloqué ici car je ne sais pas si ma réponse est assez complète et je ne sais pas comment réaliser le schéma de la question suivante.
Si quelqu'un peut m'aider,
Merci d'avance
Mouvements et forces
Modérateur : moderateur
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
Bonjour Johan,
1a) Votre réponse est correcte
1b) Votre réponse est correcte et en écrivant que le mouvement est rectiligne accéléré, vous donnez une partie de justification. Vous pouvez préciser que le principe d'inertie n'est en effet pas vérifié dans ce cas puisqu'il y a accélération.
1c) Votre raisonnement est correct mais en relisant votre sujet d'exercice, rien ne prouve qu'il s'agisse du même bobsleigh et donc de la même masse à mettre en mouvement.
2a) Votre réponse est correcte. Vous pouvez tout de même préciser que le mouvement est rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre.
Vous devez en plus donner les caractéristiques de chaque force : point d'application ; direction ; sens ; norme.
Dans l'attente de votre progression.
1a) Votre réponse est correcte
1b) Votre réponse est correcte et en écrivant que le mouvement est rectiligne accéléré, vous donnez une partie de justification. Vous pouvez préciser que le principe d'inertie n'est en effet pas vérifié dans ce cas puisqu'il y a accélération.
1c) Votre raisonnement est correct mais en relisant votre sujet d'exercice, rien ne prouve qu'il s'agisse du même bobsleigh et donc de la même masse à mettre en mouvement.
2a) Votre réponse est correcte. Vous pouvez tout de même préciser que le mouvement est rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre.
Vous devez en plus donner les caractéristiques de chaque force : point d'application ; direction ; sens ; norme.
Dans l'attente de votre progression.
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
Bonjour SoS(4),
Merci de votre réponse,
Donc si je comprend bien, pour la question 2) a- il faut que je donne les infos suivantes :
F-> sportif/bobsleigh :
Action mécanique exercée par le sportif sur le bobsleigh
caractéristiques :
- point d'origine : point de contact entre le sportif et le bobsleigh
- direction : droite en pointillés (d)
- sens : vers le bas
- longueur : je ne sais pas
F-> Terre/bobsleigh
Action mécanique exercée par la Terre sur le bobsleigh
caractéristiques :
- point d'origine : centre de gravité (G)
- direction : droite en pointillés (d')
- sens : vers le haut
-longueur : je ne sais pas
Je ne sais pas comment faire pour trouver les longueurs ...
Merci de votre réponse,
Donc si je comprend bien, pour la question 2) a- il faut que je donne les infos suivantes :
F-> sportif/bobsleigh :
Action mécanique exercée par le sportif sur le bobsleigh
caractéristiques :
- point d'origine : point de contact entre le sportif et le bobsleigh
- direction : droite en pointillés (d)
- sens : vers le bas
- longueur : je ne sais pas
F-> Terre/bobsleigh
Action mécanique exercée par la Terre sur le bobsleigh
caractéristiques :
- point d'origine : centre de gravité (G)
- direction : droite en pointillés (d')
- sens : vers le haut
-longueur : je ne sais pas
Je ne sais pas comment faire pour trouver les longueurs ...
Re: Mouvements et forces
Je ne comprends pas trop les directions que vous proposez : parlez peut-être de "direction horizontale" ou "direction verticale" pour faire plus simple.
Les sens proposés pour les deux forces citées sont faux. Réfléchissez-bien aux effets causés par le sportif puis par la Terre sur le bobsleigh ; cela vous aidera peut-être.
Concernant les normes, n'oubliez-pas de relire les données de votre exercice ; notamment l'une qui correspond à la norme d'une force (exprimée en newtons).
Les sens proposés pour les deux forces citées sont faux. Réfléchissez-bien aux effets causés par le sportif puis par la Terre sur le bobsleigh ; cela vous aidera peut-être.
Concernant les normes, n'oubliez-pas de relire les données de votre exercice ; notamment l'une qui correspond à la norme d'une force (exprimée en newtons).
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
Donc pour le premier :
Cela signifie que sur le schéma se sera une droite en pointillés pour représenter une action exercée à distance qui ira vers la droite du schéma.
Pour le second :
Cela signifie que sur le schéma se sera une droite dn pointillés pour représenter une action exercée à distance qui ira vers le bas du schéma.
La norme en Newton est égale à 6300 Newton, elle correspond à la valeur maximale du poids d'un bobsleigh à 4. Cette norme s'applique pour les caractéristiques de la force numéro une où les sportifs seront dans le bobsleigh.
Par cobtre je ne sais pas comment trouver la seconde norme ..
Merci déjà pour votre aide!
Cela signifie que sur le schéma se sera une droite en pointillés pour représenter une action exercée à distance qui ira vers la droite du schéma.
Pour le second :
Cela signifie que sur le schéma se sera une droite dn pointillés pour représenter une action exercée à distance qui ira vers le bas du schéma.
La norme en Newton est égale à 6300 Newton, elle correspond à la valeur maximale du poids d'un bobsleigh à 4. Cette norme s'applique pour les caractéristiques de la force numéro une où les sportifs seront dans le bobsleigh.
Par cobtre je ne sais pas comment trouver la seconde norme ..
Merci déjà pour votre aide!
Re: Mouvements et forces
Attention, pour représenter un vecteur force (même modélisant une action mécanique à distance) on représente des segments fléchés en trait plein. Les conventions utilisées pour un diagramme actions-objets ne s'appliquent pas aux forces.
Vous parlez de droite en pointillés dirigées vers la droite ou le bas ; attention à ne pas confondre "direction "et "sens"!
Avant de chercher à représenter les forces appliquées au bobsleigh, pensez aussi à bien refaire un inventaire des actions mécaniques lors de cette deuxième phase.
Les sportifs poussent-ils vraiment encore ?
Quel lien faites-vous entre poids du bobsleigh à 4 et F=>Terre/bobsleigh à 4 ?
Vous parlez de droite en pointillés dirigées vers la droite ou le bas ; attention à ne pas confondre "direction "et "sens"!
Avant de chercher à représenter les forces appliquées au bobsleigh, pensez aussi à bien refaire un inventaire des actions mécaniques lors de cette deuxième phase.
Les sportifs poussent-ils vraiment encore ?
Quel lien faites-vous entre poids du bobsleigh à 4 et F=>Terre/bobsleigh à 4 ?
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
Bonjour SoS(4),
Donc déjà mes forces lors de la seconde phase du mouvement sont :
- F-> terre/bobsleigh
- F-> piste/bobsleigh
(Ces deux-ci se compensent)
- F-> sol/bobsleigh
Les sportifs ne poussent plus donc la force exercée par eux n'existe plus puisqu'ils sont dans le bobsleigh.
F-> t/b :
action mécanique exercée par la Terre sur le bobsleigh
- Point d'origine : centre de gravité du bobsleigh
- Direction : verticale
- Sens : vers le bas (du centre du bobsleigh vers la Terre)
- Longueur : F-> t/b en Newton (je ne suis pas sûr)
F-> p/b :
action mécanique exercée par la piste sur le bobsleigh
- Point d'origine : point de contact en la piste et le bobsleigh
- Direction : verticale
- Sens : vers le haut (de la piste vers le bobsleigh)
- Longueur : longueur de f-> t/b (poids)
F-> s/b :
action mécanique exercée par le sol sur le bobsleigh
- Point d'origine : point de contacte entre la piste et le bobsleigh
- Direction : horizontale
- Sens : vers la gauche (où le frottement a déjà eu lieu)
- Longueur : je ne sais pas
Est-ce correct ?
Donc déjà mes forces lors de la seconde phase du mouvement sont :
- F-> terre/bobsleigh
- F-> piste/bobsleigh
(Ces deux-ci se compensent)
- F-> sol/bobsleigh
Les sportifs ne poussent plus donc la force exercée par eux n'existe plus puisqu'ils sont dans le bobsleigh.
F-> t/b :
action mécanique exercée par la Terre sur le bobsleigh
- Point d'origine : centre de gravité du bobsleigh
- Direction : verticale
- Sens : vers le bas (du centre du bobsleigh vers la Terre)
- Longueur : F-> t/b en Newton (je ne suis pas sûr)
F-> p/b :
action mécanique exercée par la piste sur le bobsleigh
- Point d'origine : point de contact en la piste et le bobsleigh
- Direction : verticale
- Sens : vers le haut (de la piste vers le bobsleigh)
- Longueur : longueur de f-> t/b (poids)
F-> s/b :
action mécanique exercée par le sol sur le bobsleigh
- Point d'origine : point de contacte entre la piste et le bobsleigh
- Direction : horizontale
- Sens : vers la gauche (où le frottement a déjà eu lieu)
- Longueur : je ne sais pas
Est-ce correct ?
Re: Mouvements et forces
Bonsoir Johan, je prends la suite,
Je vous rappelle que vous avez déterminé qu'au cours de cette seconde phase, les forces se compensaient (mouvement rectiligne et uniforme).
Quelles sont les hypothèses nécessaires à faire sur les forces en présence pour avoir des forces qui se compensent ? Vous n'êtes pas loin de la solution !
Je vous rappelle que vous avez déterminé qu'au cours de cette seconde phase, les forces se compensaient (mouvement rectiligne et uniforme).
Quelles sont les hypothèses nécessaires à faire sur les forces en présence pour avoir des forces qui se compensent ? Vous n'êtes pas loin de la solution !
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
Bonsoir SoS(12),
Si mes forces se compensent alors elles ont la même valeurs, donc les forces F-> terre/bob et F-> piste/bob ont la même valeur.
Si mes forces se compensent alors elles ont la même valeurs, donc les forces F-> terre/bob et F-> piste/bob ont la même valeur.
Re: Mouvements et forces
Oui, c'est une première chose.
Pouvez-vous aller plus loin en parlant de la force sol/bob ?
Pouvez-vous aller plus loin en parlant de la force sol/bob ?
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
La force F-> sol/bob est négligée car le frottement est quasi-nul sur une course de bobsleigh...
J'ai donc laissé les trois autres forces qui sont F-> terre/bob et F-> piste/bob qui se compensent entre elles et la dernière est la force de poussée donnée au bob dans la première phase. Durant celle-ci les bobeurs n'étant pas installés dans le bobsleigh alors ils poussaient derrière celui-ci mais durant la seconde ils sont installés dedans. Donc durant la seconde phase la force de poussée se retrouve à l'avant du bobsleigh, je l'ai nommée force des pousseurs.
J'ai donc laissé les trois autres forces qui sont F-> terre/bob et F-> piste/bob qui se compensent entre elles et la dernière est la force de poussée donnée au bob dans la première phase. Durant celle-ci les bobeurs n'étant pas installés dans le bobsleigh alors ils poussaient derrière celui-ci mais durant la seconde ils sont installés dedans. Donc durant la seconde phase la force de poussée se retrouve à l'avant du bobsleigh, je l'ai nommée force des pousseurs.
Re: Mouvements et forces
Mais aucune force ne compense alors cette force de poussée, donc les forces ne se compensent pas, donc le mouvement ne peut pas être rectiligne uniforme, donc l'énoncé est contredit.
Où se situe le problème ? (sachant que vous avez raison de négliger les forces de frottement sur la glace que vous avez appelé F sol/bob)
Où se situe le problème ? (sachant que vous avez raison de négliger les forces de frottement sur la glace que vous avez appelé F sol/bob)
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
Le problème est qu'il manque une force pour qu'elle se compensent avec celle de poussée ou bien il faut supprimer la force d poussée mais si je la supprime mon bobsleigh sera à l'arrêt ...
Re: Mouvements et forces
Lorsque les pousseurs sont montés dans le bob, qui pousse le bob ?
Lorsque le javelot a été lancé, qui pousse le javelot ?
Lorsqu'un astéroïde se déplace dans l'espace, qui pousse l'astéroïde ?
La question est finalement : Peut-on avoir un objet en mouvement sans quelqu'un ou quelque chose qui pousse ?
Lorsque le javelot a été lancé, qui pousse le javelot ?
Lorsqu'un astéroïde se déplace dans l'espace, qui pousse l'astéroïde ?
La question est finalement : Peut-on avoir un objet en mouvement sans quelqu'un ou quelque chose qui pousse ?
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Johan 2nde
Re: Mouvements et forces
C'est l'élan donné à l'objet qui va le faire avancer, donc serait-ce l'élan donné au bobsleigh par les pousseurs lors de la première phase qui va le faire avancer lors de la seconde ?