probleme physique

Bonjour ! alors voila j'ai besoin d'aide pour un devoir de physique ( je suis en 1ere S)

Marteau-pilon

Un marteau-pilon est constitué d'une lourde masse cylindrique de fonte de 1200 kg (appelée marteau), guidée en translation verticale, dont le centre d'inertie se déplace d'une hauteur h = 1,6 m. Un dispositif permet de relever le marteau après chaque utilisation (il est utilisé pour forger des pièces métalliques à chaud, emboutir des tôles, enfoncer des pieux dans le sol, etc... ). Donnée : g = 10 N/kg.
Les trois parties du problème sont indépendantes.

I-1°) Donner l'expression littérale de l'énergie potentielle de pesanteur. Préciser les paramètres et les unités.
2°) L'altitude zA = 0 est prise au point A le plus bas de la trajectoire. Calculer l'énergie potentielle du marteau dans la position haute B. (A et B peuvent être considérés comme les positions basse et haute du centre d'inertie du marteau)
3°) Déterminer la variation d'énergie potentielle du marteau au cours d'une descente.
4°) Le marteau est abandonné avec une vitesse initiale nulle. On admet tout d'abord que les forces de guidage du marteau dans le tube ne travaillent pas et que la résistance de l'air est négligeable. La somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur d'un système s'appelle "énergie mécanique du système" (notée Em). Quelle propriété caractérise cette somme dans les conditions indiquées précédemment ?
5°) Calculer l'énergie cinétique du marteau au bas de sa course ainsi que la valeur de sa vitesse.

II-En fait la vitesse finale du marteau au point A ne vaut que 3,4 m/s.
1°) Calculer l'énergie cinétique du marteau en fin de course.
2°) Calculer la valeur de l'énergie mécanique lorsque le marteau se trouve en haut de sa trajectoire, puis lorsqu'il se trouve en bas.
3°) Calculer la variation de cette énergie entre la position haute et la position basse lors d'une descente.
4°) On représente l'ensemble des forces qui s'opposent au mouvement du marteau par une force f d'intensité constante f. Évaluer f et justifiez votre calcul en énonçant par une phrase la propriété que vous utilisez pour cela.

III-Lors de la remontée du marteau les forces de guidage ne sont pas négligeables non plus.
1°) Avec ces hypothèses, quelle est la variation de la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur du marteau entre la position basse et la position haute lors d'une remontée ?
2°) Montrer que le travail de la force motrice est supérieur à la variation de la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur du marteau.

Salut Lorafolle,

I - 1°) Ep =mgz ==> avec m: masse du marteau; g=10N/kg et z: altitude (hauteur) du centre d'inertie du marteau.

A partir de là, tu peux faire la question 2°)

Pour le 3°), ===>Zdépart et Zarrivée étant respectivement les altitudes de départ et d'arrivée du marteau.

4°) Vitesse initiale nulle ===> V=0; donc qu'en est-il pour Ec(B)?
Tu dois utiliser la relation Em = Ep + Ec. De plus, comme les forces de guidage ne travaillent pas et les frottements sont négligeables ,tu peux dire que Em se conserve. Cela veut dire qu'elle a la même valeur au départ qu'à l'arrivée.
Tu peux alors trouver Ec(A).

Voilà pour le début.

poste ce que tu as fait.
Et propose aussi des solutions pour la suite car cela ne te servirait à rien que je fasse tout ton devoir.

Bon courage.

A plus


[ Ce message a été modifié par : : scoob1 le 20-02-2007 15:03 ]

I2) Epp= 1200*10*1.2 = 14400J

3)Ep = Epf-Epi =mgzf-mgzi = 1200*10*zb-1200*10*za = 14400-0=14400J

4)Ec+Ep =Em

Em= Eci+Epi = 1/2mv²+mgzi = mgzi=1/2*1200*1.2=14400J

5)Ec=1/2mv²=1/2*1200*v²
Ec=Em/Epp=14400/14400=1J

v²=Ec/600=4.08*10^-2

II 1)Ec=1/2mv² =1/2*1200*3.4=2040J

2)en haut (B)
Em=EC+Ep =1200/2*v²+1200*10*1.6=19224.48J

en bas(A)

Em=1200/2*v²+1200*10*0=1200/2*3.4²=6936J

3)Em=Emb-Ema =19224.48-6936=12288.48J

je ne suis pas vraiment sure, j'ai fait ce que j'ai pu, mais je n'arrive pas a continuer
Merci beaucoup de votre aide

re,

I2) Epp= 1200*10*1.2 = 14400J

Je pense que tu fais une petite erreur de calcul

3)Ep = Epf-Epi =mgzf-mgzi = 1200*10*zb-1200*10*za = 14400-0=14400J

4)Ec+Ep =Em

Em= Eci+Epi = 1/2mv²+mgzi = mgzi=1/2*1200*1.2=14400J

Ca, c'est bon, à l'erreur de calcul précédente près!

Ec=Em/Epp

Là par contre c'est FAUX!
Tu dois utiliser le fait que l'énergie mécaique se conserve. Cela veut dire que Emi=Emf. Tu remplaces ensuite par l'expression que tu as donné au 4).

(tu dois trouver Vf=5,7m/s)


II - 1°)

Ec=1/2mv² =1/2*1200*3.4=2040J .

Tu oublies le carré sur la vitesse dans ton calcul.


2°) Ce que tu écris est correct en expressions littérales mais n'oublie pas qu'en haut, le marteau a une vitesse initiale NULLE.

en bas(A)

Em=1200/2*v²+1200*10*0=1200/2*3.4²=6936J

Ca, c'est bon.

3)Em=Emb-Ema =19224.48-6936=12288.48J

Expression bonne, mais valeurs fausses.

A plus

alors mon erreur de cacul, c'est que j'ai mis 1.2 au lieyu de 1.6

I)2) Epp=19200 J

3)Ep = 19200J

4)Em= 19200J

(c'est normal de trouver pareil à chaque calcus : Epp, Ep, Em; il n'y a pas d'erreur??)

5)Emi=Emf
je n'ai pas compris comment calculer l'Ec en premier temps puis la vitesse ensuite.

II)1) Ec =6936J

(est-ce normal de trouver Ec, du marteau en fin de course est la meme que Em lorsqu'il est en bas de sa trajectoire) Comment faire pour le haut de la trajectoire?

3)Emb ?? j'ai pas compris !!


un message pour vous :cliquez ici /http://www.sur-la-toile.com/viewTopic_52906_22_DM-de-physique--SOS--.html

salut,

2°) --->3°) C'est bon
4°) on ne te demande pas la valeur, mais la propriété : ici, il faut dire que Em=cte (lire "l'énergie mécanique est constante")

5°) Tu utilises justement la propriétés que je viens de te donner:
Cela veut dire que Em(A) = Em(B)
Et comme Em = Ec + Ep, tu peux écrire:
Ec(A) + Ep(A) = Ec(B) + Ep(B) .... (n'oublie pas que vitesse en B VB=0 et que altitude en A ZA=0 ).
A partir de là tu en déduis Ec(A) et donc VA (vitesse en A)

II - 1°) C'est bon!
2°) Tu as toujours Em= Ec + Ep , mais cette fois-ci Em n'est plus constante car il y a des frottements ( L'énergie mécanique Em est constante uniquement lorsqu'il n'y a pas de frottements.) d'où la question 3°) qui suit.
En haut: Em(B) = Ec(B) + Ep(B) avec Ec(B) = 0 J car vitesse initiale nulle
En bas : Em(A) = Ec(A) + Ep(A) avec Ep(A) = 0 J car origine des altitudes

3°) Em(B) - Em(A) = 19200 - 6936 = .... (les valeurs que j'ai mis proviennent des calculs, que je n'ai pas faits de la question précédente).

4°) La diminution de l'Em ( que tu viens de calculer au 3°) )est due au travail des forces de frottements
Ce travail vaut f.h.
Tu peux donc en déduire f.

Voilà, essaie de raisonner de la même façon pour le III

A plus

Bonjour ! je vous écrit d'un cyber (je suis bien arrivée en Espagne) , durant le trajet j'ai bien avancé mon travail !


cependant je bloque à la II)4)
J'ai l'impression de m'embrouiller entre les forces, les énergies et les travaux !

pour le reste j'ai tout compris et j'avais oublié de préciser que le III n'était pas à faire.

j'ai compris que W(f) =f*h = f*1.6

Mais je n'arrive pas a calculer f, et a trouver la propriété que l'on me demande.

Voila ! Merci beaucoup pour votre aide !

Buenas tardes señorita,

Le travail d'une force et l'énergie, c'est la même grandeur.

Simplement, le travail d'une force permet de transferer une forme d'énergie vers une autre.

Par exemple, dans le cas d'un chute sans frottement (chute libre) et bien l'énergie potentielle diminue et l'énergie cinétique augmente: il y a donc un transfert d'énergie (de l'Ep vers l'Ec) et devine qui est responsable de ce transfert????? le TRAVAIL du poids.

Dans ton cas précis, il y a diminution de l'énergie mécanique (elle passe de 19200 en B à 6936 en A). Cette énergie est transférée à l'extérieur sous forme de chaleur à cause justement des frottements f, et plus précisemment du travail des forces de frottements (f*h)

Tu peux donc écrire
Em(B) - Em(A) = f*h
Je te laisse terminer.

Hasta la vista!!