Théorème de l'Energie cinétique

Retrouver tous les sujets résolus

Modérateur : moderateur

mathm13

Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » sam. 20 févr. 2021 12:02

Bonjour, pourriez-vous m'aider à résoudre cet exercice s'il vous plaît ?
un petit objet de masse m, modélisé par un point, est pendu au bout d'un fil inextensible de longueur L dont l’autre extrémité est fixée à un support. On fait l'étude dans le référentiel terrestre.
Données :
- θ = 20°
- L = 50 cm
Capture d’écran 2021-02-20 111544.jpg
Capture d’écran 2021-02-20 111544.jpg (8.95 Kio) Vu 7674 fois
1- Dresser le bilan des forces qui s’exercent sur l’objet

2- On lâche l’objet du point A

a) En utilisant le théorème de l'énergie cinétique exprimer sa vitesse \(V_{b}\) au point B en fonction de g, L et θ. La calculer
b) Quelle est sa vitesse au point C

3- On lance maintenant l’objet du point A avec une vitesse \(_{V_{A}}^{\rightarrow }\) tangente au cercle, vers la gauche. Exprimer la valeur minimale de la norme de \(V_{A}\) pour que l’objet aille jusqu’au point D en fonction de g, L et θ. La calculer
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » sam. 20 févr. 2021 15:56

Bonjour,
En lisant les conditions d'utilisation de ce forum, vous constaterez qu'il est impossible de répondre aux questions à votre place. Vous devez au moins faire des propositions de début de réponses.
je vous aide à démarrer : Quel est le système étudié ? Quels sont les objets qui interagissent avec lui ? Quelles sont les forces qu'il subit ?
Je vous laisse nous proposer le début de votre réflexion pour pouvoir vous guider.
mathm13

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » sam. 20 févr. 2021 18:43

voila ce que j'ai trouvé
1- le système subit :
  • son poids \(_{P}^{\rightarrow }\), vers le bas
  • les frottements de l'air \(_{f}^{\rightarrow }\)
mais pour le 2 je ne vois pas comment faire au début je pensait qu'on pouvait utiliser comme formule : \(\Delta E_{c}= W_{Ab}(_{P}^{\rightarrow })+W_{Ab}(_{f}^{\rightarrow })\) ce qui nous donnerais \(\Delta E_{c}= m*g*(ya-yb)+f*AB*cos(\theta )\) dans ce cas la il nous manque trop de donné donc je pense que c'est pas ça et en plus car on utilise pas L .
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 07:46

Bonjour,

Vous oubliez de prendre en compte l'action du fil sur l'objet.
De plus, même si l'énoncé ne l'indique pas, l'action de l'air est négligeable ainsi la force \(\overrightarrow{f}\) disparaît du bilan des forces.
Reprenez le bilan des forces puis appliquez le théorème de l'énergie cinétique. Un schéma illustrant la situation peut être utile.
mathm13

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » dim. 21 févr. 2021 14:16

bilan des force :
  • \(W_{AB}(p)= m*g*(Z_{A}-Z_{B})\)
  • \(W_{AB}(t)= _{T}^{\rightarrow }*L*cos(90)\)
donc : \(\Delta Ec = W_{ab}(_{T}^{\rightarrow })+W_{ab}(_{P}^{\rightarrow })\)
ainsi : \(\frac{1}{2}(V_{B}^2-V_{A}^2) = g*(L-L* cos\theta)\)

Es ce que c'est bon ?
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 15:07

Cela est correct : vous avez ajouté la tension du fil dont le travail est bien nul.
L'expression de la variation d'énergie cinétique est juste. Vous pouvez ainsi calculer la valeur de la vitesse au point B.
mathm13

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » dim. 21 févr. 2021 16:33

\(V_{b}=\sqrt{2*g*(L-L*cos\theta )+V_{a}^{2}}\)
\(a.n : V_{B}=\sqrt{2*9.81*(0.5-0.5*cos20^{\circ })+V_{A}^{2}}\)
\(V_{B}=7.69*10^{-1} m.s^{-1}\)
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 17:00

Votre réponse est correcte.
mathm13

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » dim. 21 févr. 2021 17:10

comment on fait pour la 3 ?
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 17:36

Pour la question3., appliquez à nouveau le théorème de l'énergie cinétique entre les points A et D comme précédemment avec cette fois une vitesse en A et nulle en D.
mathm13

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » dim. 21 févr. 2021 17:39

es ce que le resultat est 1.83 m.s-1 ?
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 17:46

La valeur proposée n'est pas correcte.
L'expression de V_{A} est "assez simple"
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 17:55

Je précise un de mes messages : pour répondre à la question 3, la vitesse en A n'est pas nulle celle en D l'est.
mathm13

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par mathm13 » dim. 21 févr. 2021 18:19

SoS(48) a écrit :
dim. 21 févr. 2021 17:46
La valeur proposée n'est pas correcte.
L'expression de V_{A} est "assez simple"
je ne vois pas comment faire, pouvez vous m'aidez ?
SoS(48)
Messages : 141
Enregistré le : mar. 4 sept. 2018 10:49

Re: Théorème de l'Energie cinétique

Message par SoS(48) » dim. 21 févr. 2021 18:26

Il est nécessaire d'appliquer le théorème de l'énergie cinétique entre les points A et D sachant que \(z_{D}\) = L et que \(V_{D}\) = 0 ainsi vous obtiendrez une expression de la vitesse \(V_{A}\). L'expression de \(z_{A}\) restant identique.
Répondre