La Zone d’entraide est en travaux.

Salut Nat,
Merci pour ta question!

L'essentiel du problème consiste à évaluer la valeur de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle à différents endroits sur la courbe afin de trouver la perte d'énergie associée à la force de frottement.

D'abord, il peut être utile de représenter le problème à l'aide d'un schéma :

Ensuite, on peut calculer la valeur de l'énergie potentielle au point A afin de pouvoir y soustraire l'énergie cinétique au point B.
$$E_{pg}=m•g•∆y$$
Légende :
• E pg : énergie potentielle gravitationnelle (J)
• m : masse (kg)
• g : constante d'accélération gravitationnelle (m/s^2)
• ∆y : hauteur (m)
En remplaçant les variables dans l'équation avec les données du problème, on trouve que :
$$E_{pg} = 0,4•10•0,2$$

Puis, il est possible de déterminer la valeur de l'énergie cinétique au point B afin de pouvoir la soustraire à l'énergie potentielle gravitationnelle calculée précédemment :
$$E_k = \frac{1}{2}•m•v^2$$
Légende :
• Ek : énergie cinétique (J)
• m : masse (kg)
• v : vitesse (m/s)
$$E_k = \frac{1}{2}•0,4•2^2$$

Selon la loi de la conservation de l'énergie, l'énergie ne peut ni être créée ni détruite, mais seulement transformée. Ainsi, théoriquement, l'énergie potentielle gravitationnelle au point A devrait être égale à l'énergie cinétique au point B. Or, tel qu'indiqué dans le problème, il y a une perte énergétique associée au frottement entre ces deux points. Ainsi, on peut trouver la perte d'énergie moyenne associée au frottement en trouvant la différence entre l'énergie potentielle au point A et l'énergie cinétique au point B. Le résultat de cette opération correspondra à l'énergie totale perdue à cause du frottement :
$$E_{frottement}=E_A-E_B$$
Légende :
• E frottement : énergie perdue à cause du frottement (J)
• E A : énergie potentielle au point A (J)
• E B : énergie cinétique au point B (J)

Puis, finalement, comme la question demande la force de friction moyenne, il faut diviser l'énergie totale perdue par le frottement par la distance totale parcourue :
$$F_{frottement} = \frac{E_{frottement}}{d}$$
Légende :
• F frottement : force de frottement moyenne (J/m = N)
• d : distance parcourue (m)

Je te laisse résoudre le reste par toi-même. 😉

N'hésite pas si tu as d'autres questions!