Exemples de questions et formules pour les forces agissant sur des plans inclinés
1. Une force horizontale constante de magnitude 50 N agit sur un bloc d'une masse m = 5 kg. Le bloc se déplace vers le haut avec une vitesse initiale v.o = 4 m/s le long d'un plan incliné rugueux avec un angle d'inclinaison θ (bronzer θ = ¾). Coefficient frottement cinétique La distance entre le bloc et la surface du plan incliné est de μk = 0,2. La distance parcourue par le bloc avant qu'il ne s'arrête finalement est…
A. 10 m
B. 12 m
C. 15 m
D. 18 m
E. 22 m
w = gravité
wx = composante de la gravité sur l'axe x
wy = composante de la gravité sur l'axe y
F = force horizontale constante
Fx = composante de la force sur l'axe x
Fy = composante de la force sur l'axe y
N = force normale
fk = force de frottement cinétique
w = mg = 5 (10) = 50 N
wx = w sin θ = 50 (3/5) = 30 N
wy = w cos θ = 50 (4/5) = 40 N
F = 50 N
Fx = F cos θ = 50 (4/5) = 40 N
Fy = F sin θ = 50 (3/5) = 30 N
N = wy + Fy = 40 + 30 = 70 N
fk =k N = 0,2 (70) = 14 N
Appliquer la deuxième loi de Newton :
ΣF = ma
Fx - dansx - Fk = ma
40-30-14 = 5 a
-4 = 5 a
a = -4/5 m/s2
Utilisez la formule GLBB pour calculer la distance parcourue par le bloc avant de s'arrêter.
C'est connu:
Vitesse initiale (vo) = 4m/s
Décélération (a) = -4/5 m/s2
Vitesse finale (vt) = 0
Demandé: Distance parcourue (s)
Jawab:
vt2 = vo2 + 2 essieux
0 = 42 + 2 (-4/5) s
0 = 16 – 8/5 s
16 = 8/5 s
16 (5) = 8 s
80 = 8 s
s = 80/8
s = 10 mètres
La bonne réponse est A.
2. Un bloc, initialement au repos, descend un long plan incliné. La première partie du plan est lisse, la suivante, jusqu'en bas, est rugueuse. Après avoir glissé un certain temps sur la partie rugueuse, le bloc s'arrête. Dans ce cas…
(1) le travail total sur le bloc n'est pas égal à zéro
(2) le travail effectué par la force gravitationnelle a une valeur positive
(3) Le travail effectué par la force gravitationnelle est égal à la variation d'énergie potentielle du bloc
(4) le travail effectué par la force de frottement n'est pas égal à zéro
Discussion
Deux forces agissent sur un objet : la gravité et le frottement.
Lorsqu'un objet se déplace sur un plan incliné lisse, seule la force de gravité s'exerce sur lui. Lorsqu'un objet se déplace sur un plan incliné rugueux, en plus de la force de gravité, une force de frottement s'exerce également sur lui.
1. Le travail total effectué sur le bloc n'est pas égal à zéro.
Si le travail total est nul, il n'y a pas de déplacement. Le bloc subit un déplacement, donc le travail total n'est pas nul.
L'affirmation 1 est vraie
2. Le travail effectué par la force gravitationnelle a une valeur positive
Le travail effectué par la force gravitationnelle est positif car la direction de la force gravitationnelle (vers le bas) est la même que la direction du déplacement de l'objet (vers le bas).
L'affirmation 2 est vraie
3. Le travail effectué par la force gravitationnelle est égal à la variation de l'énergie potentielle gravitationnelle du bloc ; dans ce cas, le travail positif effectué par la force gravitationnelle entraîne une diminution de l'énergie potentielle gravitationnelle du bloc.
L'affirmation 3 est vraie
4. Le travail effectué par le frottement n'est pas nul car l'objet subit un déplacement et une force de frottement agit pendant ce déplacement.
L'affirmation 4 est vraie
Mouvement sur un plan incliné lisse
3. Un cube glissant le long d'un plan incliné sans frottement subira une accélération constante.
Parce que
En l'absence de frottement, l'accélération d'un objet est égale à l'accélération due à la gravité.
Discussion
En l'absence de frottement, le cube glisse vers le bas avec une accélération constante. En chute libre, un objet tombe avec une accélération g, où g est l'accélération due à la gravité.
Par ailleurs, sur un plan incliné, un objet glisse avec une accélération gx, inférieure à l'accélération due à la gravité. La valeur de gx dépend également de l'angle d'inclinaison.
Source des questions
Questions de physique SBMPTN
