Les P'tits
Génies
En physique, une force est une action mécanique exercée par un corps A sur un corps B. Elle s'exprime en Newton. Il existe à la fois des forces de contacts et des forces de distances.
A) Le poids
Le poids P est une force exercée par la terre sur le corps .
P=m.g
g est une constante égale à 9.8 et m représente la masse en kilogramme du corps étudié.
ici,
P=3.590*9.8
P= 35.182 N
→
Remarque: La gravitation universelle est égale au poids mais utilise une formule différente
FA/B=Gx
mA . mB
d²
B) La Réaction du support
La réaction du support aussi appelée force normale R est une force exercée par une surface sur le corps.
Cette force est de même distance, même direction mais de sens opposé au poids soit :
→
P=-R soit R=-P
Pour notre robot, la force normale sera:
R=-P
R=-35.182N
C) La force de frottement
La force de frottement f est une force qui s'oppose au mouvement du corps, il existe:
. Des forces de frottements statiques qui empêchent un objet immobile de se mettre en mouvement
. Des forces de frottements cinétiques qui ralentissent un objet en mouvement
La force de frottement se calcule de la manière suivante:
-Avec un coefficient de frottement c
remarque: ce coefficient est déterminé selon la matière de deux matérieux en contact
-Avec la force normale R
f =c x R
→
Dans notre cas :
-Robot/Tapis f=0.6 x (-35.182 ) f = -21.1092 N
-Robot/carrelage f' =0.4 x ( -35.182 )
f' =-14.0728 N
On a bien f > f'
→
→
D) Le travail d'une force
Le travail d'une force est le travail W d'une force, motrice Fm ou résistante Fr, constante qui est appliquée sur un objet, parcourant un trajet rectiligne AB s'exprimant en mètre.
Elle dépend du point d'application de la force, autrement dit, elle dépend du cosinus d'un angle α, déterminé grâce au cercle trigonométrique.
Ainsi dans le cas étudié:
WAB(Fr)=Fr. AB . cos(Fr;AB)
=Fr. AB . -1
=-Fr . AB
WAB(Fm)=Fm . AB . cos(Fm;AB)
=Fm . AB . 1
=Fm . AB
Joules
→
→
Fr équivaut à f / Fm équivaut à F
→ →
E) La variation d'énergie mécanique
I/ Variation de l'énergie mécanique
∆Em=∑WAB ( F )
→
A→B
La variation de l'énergie mécanique d'un objet parcourant une distance entre deux points A et B, est égale à la somme des travaux des forces qui lui sont appliquées, soit:
=WAB ( P ) + WAB ( R ) + WAB ( F ) + WAB ( f )
→ → → →
= 0 + 0 + F x AB - f x AB
II/ Energie mécanique
L'énergie mécanique d'un appareil Em est déterminée par son énergie cinétique et potentiel de pesenteur, soit:
Em=Ec + Epp
1 . m . v + m . g . z
2
2
=
Dans notre cas:
ΔEm =Em - Em
et,
Em - Em=1mv + mgz - (1mv + mgz)=0
2 2
donc : ΔEm=0
2 2
B A
B B A A
A→B
B A
A→B
III/ Pour conclure
∆Em=∑WAB ( F )
Em - Em=WAB ( P ) + WAB ( R ) + WAB ( F ) + WAB ( f )
0 = 0 + 0 + F x AB - f x AB
B
A
→
→
→
→
0 = F x AB - f x AB
F = f