Bonjour Mme Katia :D
Merci d'avoir répondu à toutes mes questions avec les supers détails que j'avais vraiment besoin pour mieux comprendre la matière sur les lois de Newton.
Je m'excuse si certaines questions continuent autour de ce concept, car je veux vraiment comprendre avec votre aide, même si ça va me prendre du temps;
Je vais reprendre un peu où on s'était laissés la dernière fois et j'en suis sûre que vous me comprendrait:) https://www.alloprof.qc.ca/zonedentraide/discussion/120153/question/p1#Comment_154189
1)Dans ce problème, il y a deux choses qui me mêlent.
D'abord, lorsque j'ai une accélération négative, je ne comprends pas qu'est-ce qui se passe avec le bilan des forces et comment elle rend l'accélération négative. Dans le corrigé, le DCL indique que les forces de poussée et de frottement s'appliquent dans le sens opposé au mouvement du chariot. Si je les additionne en tenant compte de leur signe négative, alors j'aurais une somme négative.
Mais, lorsque je visualise le problème, j'ai l'impression que cette somme de forces négative va causer une accélération dans le sens contraire du mouvement, donc la vitesse devrait augmenter dans le sens contraire du mouvement, non? Mais selon le corrigé, le chariot s'arrête à un certain moment tout en s’avançant et donc ne va pas à gauche. SVP aidez-moi à comprendre comment la friction agit pour décélérer l’objet en tant que force résultante non nulle.
2) Je me posais la même question sur l'exemple que vous m'avez donné dans l'explication précédante. Si je pousse une boîte avec une certaine force et après je cesse d'appliquer cette force, vous avez dit que la friction est l'unique force résultante qui va jouer sur l'objet. Mais, si la force de friction est toujours là (les deux surfaces sont en contact), alors pourquoi l'accélération négative ne finit pas par continuer d'avancer ma boîte à gauche ? Quand la vitesse de ma boîte devient 0m/s, est-ce qu’il se peut qu’après les vitesses négatives deviennent de plus en plus grand, car malgré la direction, une force fait toujours accélérer les objets, et donc la friction fera la même chose?
Aussi, merci pour le graphique pour m'expliquer les force de frottement, ça m'a aidé :D
3) C'est juste que je ne comprenais pas le début du graphique. En fait, pourquoi est-ce que la droite est croissante pour montrer que la force de frottement statique augmente? Or, à chaque fois que j’applique une force, la courbe monte. Elle est toujours fixe, non? C'est plutôt la force résultante qui devrait augmenter pour vaincre la valeur de la force de frottement statique.
Merci énormément madame, j'apprécie vraiment votre soutien :D
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Bonjour OpaleDynamique714,
Merci pour ta question :)
1) Tu peux imaginer le chariot comme s'il n'y avait personne qui appliquait une force dessus. Le charriot avancerait techniquement de façon infinie (selon la première loi de Newton), mais comme la force de friction va tranquillement ralentir le chariot. Cela signifie que le chariot subit une accélération de signe contraire à son mouvement, puisque la force exercée dessus (frottement) est de signe contraire à son mouvement. Dans cette situation, tu rajoute en plus une personne qui exerce une force dans le sens contraire du mouvement, donc se combine avec la force de friction pour faire ralentir le chariot. Tu as raison cependant, si la force continue d'être exercée par la personne après que le chariot soit à l'arrêt, le chariot se mettra à bouger dans l'autre sens, soit le même que celui de la force exercée par la personne. Dans ce cas-là, la force de friction serait de sens contraire à la force exercée par la personne. Un chose que j'aime beaucoup faire dans ce genre de problème est de visualiser les forces exercées sur l'objet. Je t'invite donc à utiliser la simulation suivante qui pourrait peut-être t'aider à te représenter les forces en jeu: https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion-basics_all.html
Lorsque tu dis «cette somme de forces négative va causer une accélération dans le sens contraire du mouvement», tu as tout à fait raison! Mais si la vitesse est positive (donc vers la droite sur le DCL), une accélération négative va faire diminuer la vitesse jusqu'à ce qu'elle atteigne 0 m/s.
2) Si ta boite est à une vitesse de 0 m/s et qu'il n'y a plus aucune force appliquée dessus, la boite restera immobile. La force de frottement n'est présente que lorsqu'il y a un déplacement, puisqu'elle est créée par l’interaction de deux surfaces en contact qui glissent l’une sur l’autre. Donc au moment où ta boite est immobile, il n'y a aucune force de frottement. Si, par contre, quelqu'un continue d'appliquer une force vers le sens négatif, la vitesse de la boite sera négative, mais comme la force de frottement s'oppose au sens du mouvement, la force de friction sera de sens positif.
3) Tu peux imaginer le frottement statique comme ayant une valeur «limite». Une fois cette valeur limite atteinte, l'objet se met en mouvement et le type de frottement change. Prenons l'exemple que la valeur limite pour une situation donnée est 6 N. Si une force de 3 N est appliquée à la boite, la force de frottement sera 3 N, puisqu'elle ne fait que s'opposer au mouvement. Si la force appliquée est 5 N, la force de frottement sera 5 N, et ainsi de suite. Dans ce graphique, on applique une force de frottement graduellement de plus en plus grande. C'est ce qui explique que la force de frottement augmente de façon linéaire dans le graphique (on suppose que la force appliquée augmente aussi de façon linéaire). La force de frottement statique est donc égale à la force appliquée jusqu'à ce que la valeur limite soit atteinte. À ce moment, l'objet se met en mouvement, et la force de frottement cinétique est appliquée, et elle ne dépend pas de la force appliquée, mais seulement de la force normal de l'objet.
J'espère que cela t'aura aidé avec tes questions :)
Sandrine
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