Avec frottement
Le solide reste en équilibre tant que l'angle d'inclinaisons α du plan par rapport à l'horizontale est inférieur à une certaine valeur limitée α 0 pour α ≤ α 0 le solide étant en équilibre nous avons
et ont le même support verticale, la force n'est plus au plan (sauf si α= 0) on dit qu'il y a frottement. Ce sont les forces de frottement exercées par le plan sur le solide qui s'opposent au glissement de celui-ci. Force non parallèle:
Sont coplanaires
Ont des droites d'actions concourantes. Solide en équilibre sur un plan. Condition d'équilibre: lorsqu'un solide soumis à trois forces, et est en équilibre si:
La somme vectorielle des trois forces est nulle
Les rapports des trois forces sont concourantes
Remarque:
La première condition est nécessaire à l'immobilité du centre d'inertie G;
La seconde condition est nécessaire à l'absence de rotation si l'un des conditions n'est pas en équilibre. Ces conditions sont nécessaires mais non suffisant. En effet lorsqu'elles sont réalisées, un solide peut avoir son centre d'inertie G animé d'un mouvement rectiligne uniforme.
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J'ai repassé en gras ce vecteur Quand t varie, le vecteur w "rétrécit" avec un "mouvement uniformément accéléré" yes? Ensuite, si tu as créé toute la figure (solide + vecteurs forces) "attachée" à l"extrémité de ce vecteur toute ta figure va glisser sur le plan incliné...
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Solide soumis à 3 forces. Équilibre sur un plan incliné. Skieur en MRU 2e 1e Tle Spé PC Bac - YouTube
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$\centerdot\ \ $ Le référentiel d'étude est le référentiel terrestre supposé galiléen. $\centerdot\ \ $ Les forces extérieures appliquées au système sont:
$-\ \ $ Le poids $\vec{p}$; force exercée par la terre sur la caisse. $-\ \ $ La composante normale $\vec{R}$ de la réaction du plan incliné sur la caisse. $-\ \ $ La force de frottement $\vec{f}$ toujours colinéaire et opposée au sens du mouvement. $\centerdot\ \ $ Appliquons le théorème du centre d'inertie ou principe fondamental de la dynamique. TP physique ph201:Equilibre d'un solide reposant sur un plan inclin.. On obtient alors: $$\sum \vec{F}_{\text{ext}}=m\vec{a}_{_{G}}=\vec{p}+\vec{f}+\vec{R}$$
$\centerdot\ \ $ Choisissons comme repère de projection un repère orthonormé $(O\;;\ \vec{i}\;, \ \vec{j})$ et supposons qu'à l'instant $t_{0}=0$, le centre d'inertie $G$ du solide, considéré comme un point matériel, se trouve à l'origine $O$ du repère. $\centerdot\ \ $ Projetons la relation $\ \vec{p}+\vec{f}+\vec{R}=m\vec{a}_{_{G}}$ sur les axes du repère. Les expressions des vecteurs $\vec{f}\;, \ \vec{R}\;, \ \vec{a}_{_{G}}$ et $\vec{p}$ dans la base $(\vec{i}\;, \ \vec{j})$ sont alors données par:
$$\vec{f}\left\lbrace\begin{array}{rcr} f_{x}&=&-f\\f_{y}&=&0\end{array}\right.
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Q1:
Un corps pesant 195 N est au repos sur un plan rugueux incliné d'un angle de 4 5 ∘ par rapport à l'horizontale. Si le coefficient de friction entre le corps et le plan est égal à √ 3 3, laquelle des assertions suivantes est vraie à propos du corps? Q2:
La figure montre un objet de poids 46 N en état de repos sur un plan rugueux incliné. Sachant que l'objet est sur le point de glisser le long du plan, et que le coefficient de frottement statique est √ 3, calcule l'intensité de la force de frottement. Equilibre d un solide sur un plan incliné sur. Q3:
Un corps pesant 60 N est au repos sur un plan rugueux incliné par rapport à l'horizontale selon un angle dont le sinus vaut 3 5. Le corps est tiré vers le haut par une force de 63 N agissant parallèlement à la ligne de plus grande pente. Sachant que le corps est sur le point de se déplacer sur le plan, calcule le coefficient de frottement entre le corps et le plan.
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\;, \quad\vec{R}\left\lbrace\begin{array}{rcr} R_{x}&=&0\\R_{y}&=&R\end{array}\right. \;, \quad\vec{a}_{_{G}}\left\lbrace\begin{array}{rcl} a_{_{G_{x}}}&=&a_{_{G}}\\a_{_{G_{y}}}&=&0\end{array}\right. $$
$$\vec{p}\left\lbrace\begin{array}{rcr} p_{x}&=&p\sin\alpha\\p_{y}&=&-p\cos\alpha\end{array}\right. $$
En effet, le poids $\vec{p}$ est orthogonal à l'axe $(xx'')$ de plus, l'axe $(Oy')$ est perpendiculaire à l'axe $(xx'). $ Donc, en appliquant les propriétés géométriques ci-dessus, on obtient l'expression de $\vec{p}$ ainsi définie dans la base $(\vec{i}\;, \ \vec{j}). Equilibre d un solide sur un plan incliné 2017. $
Et par conséquent, la (R. F. D); $\ \sum \vec{F}_{\text{ext}}=m\vec{a}_{_{G}}$ s'écrit alors: $$m\vec{a}_{_{G}}\left\lbrace\begin{array}{rcr} ma_{_{G_{x}}}&=&p\sin\alpha-f+0\\ma_{_{G_{y}}}&=&-p\cos\alpha+0+R\end{array}\right. $$
D'où; $$\left\lbrace\begin{array}{ccr} ma_{_{G}}&=&p\sin\alpha-f\quad(1)\\0&=&-p\cos\alpha+R\quad(2)\end{array}\right. $$
De l'équation (1) on tire: $$\boxed{a_{_{G}}=\dfrac{p\sin\alpha-f}{m}}$$
La trajectoire étant une ligne droite et l'accélération $a_{_{G}}$ constante alors, le mouvement est rectiligne uniformément varié.
I. Rappels
Considérons un repère orthonormé $(O\;;\ \vec{i}\;, \ \vec{j})$ et soit $M$ un point. Si $H$ et $H'$ sont les projetés orthogonaux de $M$ respectivement sur les axes $(x'x)$ et $(y'y)$ alors on a: $$\left\lbrace\begin{array}{rcl} OH&=&OM\cos\alpha\\OH'&=&OM\sin\alpha\end{array}\right. $$
Soient $\vec{u}_{1}\;, \ \vec{u}_{2}\;, \ \vec{v}_{1}\;, \ \vec{v}_{2}\;$ quatre vecteurs tels que $\vec{u}_{1}\perp\vec{u}_{2}\;$ et $\;\vec{v}_{1}\perp\vec{v}_{2}\;$ alors: $$mes\;\widehat{(\vec{u}_{1}\;, \ \vec{v}_{1})}=mes\;\widehat{(\vec{u}_{2}\;, \ \vec{v}_{2})}$$
II. Mouvement sur un plan incliné
Illustration
Considérons une caisse de forme cubique, de masse $m$ et de centre de gravité $G$, glissant sur un plan incliné d'un angle $\alpha$ par rapport au plan horizontal. Lphspace - Solide en équilibre sur un plan incliné. Supposons qu'à l'instant $t_{0}=0\;;\ \vec{v}_{0}=\vec{0}. $
Déterminons alors l'accélération et la vitesse de cette caisse à un instant $t$ quelconque. Étude du mouvement
$\centerdot\ \ $ Le système étudié est la caisse, considérée comme un solide ou un point matériel.
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