Premier exercice : (7 points) Étude du mouvement dun skieur V ?
27 févr. 2017 ? g = 10 m/s2 . A- Mouvement du skieur entre A et B. 1) Faire l'inventaire des forces extérieures qui s'exercent sur (S) ...
Mouvement dun skieur tiré par la perche dun téléski.
Déterminer la valeur T de la force exercée par la perche sur le skieur et la valeur RN de la réaction normale de la piste sur les skis. ? ? m = 800 kg ; ? = 25
Chapitre 5 : Les lois de la mécanique et ses outils
12 avr. 2019 Ce référentiel est adapté à l'étude des mouvements de faible ... Le mouvement du skieur est de faible amplitude et de courte durée on.
Figure 1 1. Étude du mouvement dun solide dans le champ de
Avant de faire un premier essai le skieur étudie les forces qui s'exercent sur lui lors du glissage sur la piste ABC. Données. - Intensité de pesanteur g = 9
SKIEUR AU FOND DUN PUITS
Comment est-il arrivé là où plus aucun mouvement n'est possible ? Il ne lui reste qu'à considérer les murs et essayer de « s'en sortir » au moins par la pensée…
Le skieur : solution
normale du sol et la force de frottement qui s'oppose au mouvement. On réduit le skieur à un unique point matériel et on dessine l'ensemble des forces.
Activité 1 : Qualifier un mouvement
4) Comment la vitesse du skieur évolue-t-elle au cours de sa descente ? Son mouvement est-il uniforme accéléré ou ralenti ? Aides : 1) Aide pour la question 1:
La partie OB :
Calculer la norme du vecteur accélération G a. ??? . 6. Déterminer la nature du mouvement du mobile (accéléré ou retardé ). Un skieur ( avec ses équipements)
fiche de lenseignant - la vitesse aux jeux olympiques
pied ; ski ; sport ; vitesse ; distance ; mouvement ; trajectoire ; record ; 1) Elle nous permet de connaître le mouvement du skieur.
E R M eca(1) ? ER ? Skieur
On étudie le mouvement d'un skieur M de masse m descendant une piste selon une pente faisant un angle ? avec l'horizontale. L'air exerce une force de
Le skieur : solution
x y~ T31La toute première étape consiste à répertorier l"ensemble des quatre forces qui s"appliquent sur le skieur : la force
exercée par le cable du tire-fesses, la force de gravité, la réaction normale du sol et la force de frottement qui s"oppose
au mouvement. On réduit le skieur à un unique point matériel et on dessine l"ensemble des forces.xy~
Tm ~g~ N~ fOn obtient donc :
-Force de gravité :m~g=mgsin() mgcos() -Frottement :~f=cN 0 -Force normale du sol :~N=0 N -Traction du cable :~T=Tcos()Tsin()
oùTetNreprésentent la norme de forces correspondantes et sont donc des nombres réels positifs. Il faut ici bien
observer que le frottement s"oppose au skieur qui monte. Sa composante en x est négative et vaut donc bien l"opposé
de la norme (toujours positive) de la force normale multipliée par le coefficient de frottement cinétique.
1. Comme le skieur mon teà vitesse constan te,il n"y a pas d"accélération.Donc la somme des forces doit s"annuler :
mgsin() mgcos() +cN 0 +0 N +Tcos()Tsin()
=0 0? mgsin()cN+Tcos() mgcos() +N+Tsin()= =0 0 1L"équilibre enypermet d"obtenir la valeur deN.
N=mgcos()Tsin()
A ce stade, il est utile de vérifier que le problème se présente bien comme on l"a imaginé et que la valeur deN
est positive. En d"autres mots, il faut que la composante verticale de la force de gravité soit supérieure à la
composante verticale de la force de traction : si ce n"est pas le cas, le skieur ne serait plus en contact avec le
sol et il n"y aurait pas de réaction normale du sol 1. L"équilibre enxpermet ensuite de déduire la valeur dec. cN=Tcos()mgsin()?En y substituantN=mgcos()Tsin()
c mgcos()Tsin() =Tcos()mgsin()? c=Tcos()mgsin()mgcos()Tsin() Bien observer que l"expression est dimensionnellement correcte ! 2.P ourobtenir le même résultat en faisan tun bilan d"énergie cinétique, on considère le tra vaileffectué par toutes
les forces lorsque le skieur se déplace d"une distancedle long de la pente. Comme la vitesse est constante, la
somme des travaux de toutes les forces doit s"annuler.x y~ Tm ~g~ N~ d~ fAvec un déplacement quelconque
~d=d 0 le long de la pente, les travaux effectués par les forces sont : -Travail de la force de gravité :Wmg=~dm~g=d 0 mgsin() mgcos() =d mgsin() -Travail du frottement :Wf=~d~f=d 0 cN 0 =d cN -Travail de la force normale du sol :WN=~d~N=d 0 0 N = 0 -Travail de la traction du cable :WT=~d~T=d 0Tcos()
Tsin()
=d Tcos()1Sauf si vous avez recouvert la neige d"une colle gluante et visqueuse qui pourrait retenir le skieur... mais est-ce vraiment
bien réaliste ? 2Imposer que la somme des travaux s"annulent est équivalent à écrire l"équilibre enxdes forces !
d cNd mgsin()+ d Tcos()= 0 ? En divisant l"expression par le déplacement quelconqued:-) cN=Tcos()mgsin()?En y substituantN=mgcos()Tsin()
c mgcos()Tsin() =Tcos()mgsin()? c=Tcos()mgsin()mgcos()Tsin()On a bien obtenu exactement la même chose :-)
3.P ourobtenir l"accélération que subirait le skieur, il faut supprimer la force de traction du cable et la conserv ation
de la quantité de mouvement s"écrit tout simplement : mgsin() mgcos() +cN 0 +0 N =ma 0? mgsin()cN mgcos() +N= =ma 0 On peut directement en déduire que :a=gsin() +cgcos()=ghsin() +Tcos()mgsin()mgcos()Tsin()cos()iAttention, ce résultat n"est valide que si le skieur continue à monter ! Lorsque la vitesse change d"orientation
et que le skieur commence à descendre, l"orientation de la force de frottement va s"inverser ! A ce moment, la
force de frottement aura tendance à ralentir la descente du skieur tandis qu"aux premiers instants, la force de
frottement a tendance à ralentir la montée du skieur... 4.Lorsqu"on attein tl" anglecri tiqueoù le skieur se met en mouvement, la composante tangentielle de la force
de gravité est égale à la valeur maximale que peut atteindre la force de frottement statique.
mgsin() mgcos() +sN 0 +0 N =0 0? mgsin() +sN mgcos() +N= =0 0 3On peut directement en déduire que :
s=sin()cos()= tan()Le skieur se mettra en mouvement si l"angleest tel quetan()> s. 5.P ourobtenir la vitesse du skieur à la fin de la piste, il faut utiliser le bilan d"énergie cinétique car on ne disp ose
pas de suffisamment d"informations pour pouvoir résoudre les équations de Newton.En particulier, nous ignorons tout du profil de la piste ! Par contre, à tout instant, nous savons que la réaction
normale du sol sera perpendiculaire au déplacement du skieur et ne produira donc strictement aucun travail.m
~g~ Nh Calculons le travail effectué par les deux forces qui agissent sur le skieur, puisqu"on suppose que l"on néglige tous les frottements 2.Notons aussi que pour tenir compte du frottement, il serait nécessaire de connaître le profil exact de la piste !
-Travail effectué par la force de gravité :Wmg=mgh -Travail effectué par la force normale :WN= 0 En faisant alors un bilan de l"énergie cinétique, on obtient immédiatement :1 2 mv20 =mgh?v=p2ghNotons aussi que cette vitesse ne dépend pas de la longueur de la piste car nous avons négligé tous les frotte-
ments! Ce n"est évidemment pas tout-à-fait réaliste !2Cette hypothèse n"est pas vraiment réaliste évidemment, mais est subtilement introduite pour que l"exercice soit facile
à résoudre sinon, il serait nécessaire de faire appel au calcul intégral : ce qui est largement hors des objectifs du cours !
4quotesdbs_dbs47.pdfusesText_47[PDF] Mouvement d'une balle énergique
[PDF] Mouvement d'une bille Physique
[PDF] mouvement d'une planète
[PDF] mouvement d'extension et de flexion du pied
[PDF] mouvement d'un electron dans un champ electrique uniforme
[PDF] mouvement dun parachutiste exercice physique
[PDF] mouvement dun projectile exercices corrigés pdf
[PDF] mouvement d'une goutte d'eau dans l'huile
[PDF] mouvement d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme exercices
[PDF] mouvement d'une particule chargée dans un champ électrique uniforme pdf
[PDF] mouvement d'une particule chargée dans un champ magnetique uniforme terminale s
[PDF] mouvement dans un champ de pesanteur uniforme exercices
[PDF] mouvement dans un champ de pesanteur uniforme tp
[PDF] mouvement dans un champ électrique uniforme exercices corrigés
