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Physics
Secondary 5 • January 23, 2024
Bonjour, je suis entrain de faire des exercises de révision pour mon examen de vendredi et je suis bloqué: un bloc de 5.00 kg, placé sur un plan incliné a 30 degrès de l'horizontale glisse avec une accélération de 2.00 m/s^2 . Trouve l'intensite de la force de frottement entre le bloc et le plan.
Screenshot 2024-01-23 at 10.36.19 AM.png

Answer (1)

Alloprof Answer
January 23, 2024
Salut!

Tout d'abord, puisqu'on connait la masse du bloc et son accélération, on peut trouver la force résultante subie sur ce bloc à l'aide de la deuxième loi de Newton :
User: "image.png"comme ceci :
Freˊsultante=m×a F_{résultante} = m\times a
Freˊsultante=5×2 F_{résultante} = 5 \times2
Freˊsultante=10 F_{résultante} =10

Puis, il serait pratique de dessiner notre schéma des forces afin d'identifier le sens et la direction de toutes les forces en jeu.
image.png
À noter que la force résultante a l'orientation suivante (elle suit le mouvement de l'objet) :
image.png
Nous avons la force de frottement (\(F_{f}\)), la force gravitationnelle (\(F_{g}\)) (le poids), et la force normale (\(F_{N}\)) comme forces appliquées sur le bloc.
Il serait plus pratique de poser nos axes x et y comme ceci :
image.png
et non horizontalement et verticalement comme à l'habitude, puisque cela nous permet de n'avoir qu'une seule force à décomposer selon les deux axes, soit la force gravitationnelle. Si nous avions placé nos axes comme à l'habitude, il serait également possible de résoudre le problème, nous devrions simplement décomposer la force de frottement, la force normale et la force résultante selon x et y, ce qui nous ferait plus de travail (3 forces à décomposer selon les deux axes au lieu d'une seule).

De plus, selon les axes que nous avons choisis, notre force résultante a pour composantes \(F_{Rx}=10\) et \(F_{Ry}=0\), puisque la force est parallèle à l'axe des x que nous avons posé (si nous avions eu des axes x et y vertical et horizontal comme à l'habitude, alors nous aurons eu comme composantes : \(F_{Rx} = 10cos30\) et \(F_{Ry} = -10sin30 \)).
Nous devons maintenant insérer nos différentes forces dans notre loi de Newton comme ceci :
FRx=10 F_{Rx} = 10
Fgsin30−Ff=10 F_{g}sin30- F_{f} = 10
et
FRy=0 F_{Ry} = 0
FN−Fgcos45=0F_{N}- F_{g}cos45 = 0
FN=Fgcos45F_{N} = F_{g}cos45
Puisque nous nous intéressons au frottement subit par le bloc, l'équation en y ne nous est pas nécessaire.

La force gravitationnelle se calcule comme ceci :
User: "image.png"Nous pouvons alors trouver la force de frottement grâce à l'équation découlant de la loi de Newton selon l'axe des x :
Fgsin30−Ff=10 F_{g}sin30- F_{f} = 10
m×gsin30−Ff=10 m\times g sin30- F_{f} = 10
5×9,81sin30−Ff=10 5\times 9,81 sin30- F_{f} = 10
Il ne reste plus qu'à résoudre cette équation pour trouver la force de frottement subit par le bloc.

J'espère que c'est plus clair pour toi! :)