Aurélie déc 2000


devoirs 1ère S : représenter une force

un petit problème avec une luge

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1

composantes d'une force

Lorsqu'on approche un baton d'ebonite électrisée d'une boule de sureau métallisée suspendue à un fil ,la boule est soumise à une force F. La force a pour caracteristiques :

  1. .une direction faisant un angle de 30° au-dessus de l'horizontale :

    .un sens dirigé vers le baton d'ébonite;

    .un point d'application au centre de la boule (S);

    .une valeur F=10-2 N.

  2. Représenter le vecteur force F à l'echelle 1cm pour 5.10-3N.
  3. Décomposer la force F selon les deux direction 0x et 0y , horizontale et verticale. Calculer la valeur des composants de la force F selon 0x et 0y. 

corrigé

 


2

des tracés à l'echelle

 

En précisant l'echelle utilisée dans chaque cas, représenter les vecteurs forces suivants :

  1. une force horizontale ,orientée de droite à gauche, et de valeur F=18,5 N.
  2. la tension exercée par l'extremitée inférieur d'un fil incliné d'un angle de 20° par rapport à la verticale, et de valeur égale à 29N.
  3. le poids d'un medecine-ball, de valeur égale à 29 N.
  4. la réaction exercée sur un livre par un plan inclinée d'un angle de 15° avec le plan horizontal. Dans les conditions de l'étude , cette force est dirigée suivant la verticale et sa valeur est égale a 4,9 N.



corrigé


 

 

3

la somme est connue, trouver l'une des forces

 La somme vecteur F de 2 vecteurs forces F1 et F2 a pour valeur F= 5,3 N . Le vecteur F1 fait un angle de 15° avec le vecteur F. La valeur du vecteur F1 = 4,5 N. Donner les caractéristiques du vecteur force F2.

 
corrigé


on trouve 1,5 N pour la valeur de F2.

et cos a=0,635 soit a =50,6°



3

un petit problème avec une luge

Un enfant tire une luge à vitesse constante avec une force F faisant un angle b par rapport au plan.

  1. Quelles sont les forces appliquées à la luge (frottement négligés ) . Quelle est la valeur de F ?
  2. Même question , les frottements sont représentés par une force f de valeur constante, colinéaire à la vitesse et de sens contraire.
  3. Déterminer dans les deux cas la valeur de RN. Que devient cette valeur si les frottements augmentent ?

m=6 kg ; a=20° ; b = 15 ° ; f=5N ; g=9,8 ms-2.

 


corrigé



Le mouvement de la luge est rectiligne et uniforme :

la somme des forces appliquées à la luge est nulle. La luge est pseudo isolée. (principe d'inertie)

projections de la somme des forces sur les deux axes

- mg sin a + Fcos b -f = 0

F = (mg sin a + f ) / cos b

-mg cos a + F sin b +RN=0

RN = mg cos a - F sin b

RN = mg cos a - (mg sin a + f )tan b


application numérique :

F = (mg sin a + f ) / cos b

6*9,8*sin20 / cos 15 = 20,82 N (sans frottement)

(6*9,8*sin20 +5 ) / cos 15 = 26 N.

RN = mg cos a - F sin b

6*9.8*cos20-20,82 sin15 = 49,86 N (sans frottement)

6*9.8*cos20-26 sin15 = 48,52 N






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