Equilibre d'un solide sur un plan incliné avec frottement - 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. Solide soumis à 3 forces. Équilibre sur un plan incliné. Skieur en MRU 2e 1e Tle Spé PC Bac - YouTube. 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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Description: Un colis, posé sur un plan incliné, est retenu par la rugosité du support (frottements). Les 3 forces agissant sur le mobile: le poids, la réaction du support qui peut se décomposer en 2 (force de frottement et réaction normale du support). Définitions: Réaction du support: Force exercée par un solide (sol, mur... ) sur un objet en contact avec lui, perpendiculaire (normale) au plan du solide au niveau du point de contact. Equilibre d'un solide sur un plan incliné avec frottement - YouTube. Frottement: Force exercée par un solide rugueux (sol, mur... ), un liquide ou un gaz sur un corps en contact avec lui, opposée au mouvement effectif ou probable.
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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. 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.
Equilibre d un solide sur un plan incliné des. 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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Donc, la vitesse $v_{_{G}}(t)$ à l'instant $t$ est donnée par: $$v_{_{G}}(t)=a_{_{G}}(t-t_{0})+v_{0}$$
Ainsi, en tenant compte des conditions initiales $(t_{0}=0\;, \ v_{0}=0)$ on obtient: $$\boxed{v_{_{G}}(t)=a_{_{G}}. t=\left(\dfrac{p\sin\alpha-f}{m}\right)t}$$
I. Rappels
Considérons un repère orthonormé $(O\;;\ \vec{i}\;, \ \vec{j})$ et soit $M$ un point. Si $H$ et $H'$ sont les projetés orthogonaux de $M$ respectivement sur les axes $(x'x)$ et $(y'y)$ alors on a: $$\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. Supposons qu'à l'instant $t_{0}=0\;;\ \vec{v}_{0}=\vec{0}. Equilibre d un solide sur un plan incliné video. $
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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