À l'aideeeeeeeeeee :_(
J'ai beaucoup de confusions sur le chapitre des forces conservatrices; alors voici mes questions:
1) Pourquoi est-ce qu’on dit que la force de gravité et la force de rappel sont des forces conservatrices ? Que veut-on dire par le fait qu’ils font le même travail malgré la trajectoire empruntée? C'est la partie du trajectoire que je n'arrive pas à saisir et comment deux forces différentes effectuaieraient le même travail?
Quel sera un exemple du cas où on peut le démontrer par le ressort et quel sera un exemple de cas avec la gravité?
2)Dans l’exercice suivant, j’ai deux confusions:
- Quand on dit que le travail en chute libre est égal au travail le long du plan incliné, je ne comprends pas pourquoi on dit chute libre… La balle est poussée le long du plan incliné, alors d’où sort le cas de la chute libre?
- Pourquoi on finit par avoir la formule pour l’énergie potentielle gravitationnelle et non la formule pour l’énergie cinétique, étant donné que dans les deux cas la balle descend et donc perd de l’énergie potentielle?
J'ai vraiment besoin de vos explications détaillés pour mieux comprendre, car j'ai tout fait de mon mieux en consultant les fiches, mais je suis restée bloquée longtemps. SVP aidez-moi à s'en sortir :_((((((
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Merci pour ta question!
Une force conservatrice est une force dont le travail est indépendant du chemin suivi par son point d'action. Autrement dit, peu importe le chemin suivi par le point d'action de la force, le travail effectué sera le même. Une force non-conservatrice est une force dont le travail n'est pas indépendant du chemin suivi par son point d'action.
La gravité est une force conservatrice, car peu importe le trajet emprunté par l'objet, elle effectuera le même travail sur lui. Rappelle toi que le travail est défini comme étant la force efficace sur un objet multiplié par la distance. Puisque l'orientation de la force efficace de la gravité ne change pas, le travail sera toujours le même. Examinons le cas du plan incliné et de la chute libre :
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La trajectoire empruntée n'est pas la même dans les deux cas; sur le plan incliné, la balle a un mouvement à la fois vertical et horizontal. Dans la chute libre, le mouvement est uniquement vertical. Par contre, la hauteur (h) est la même dans les deux situations. La force gravitationnelle (Fg) est aussi la même, car la masse de la balle est la même. Calculons maintenant le travail dans les deux cas :
$$ W = F_{eff}•∆s $$
• W : travail
• Feff : force efficace (parallèlement au déplacement)
• ∆s : déplacement
Pour le plan incliné :
$$ W = F_gcos(53,1°)•5 $$
$$ W = 0,6•F_g•5 = 3•F_g $$
Pour la chute libre :
$$ W = 3• F_g $$
Comme tu vois, le travail est équivalent!
$$ 3•F_g = 3•F_g $$
Pour ta troisième question, on utilise l'énergie potentielle, car on veut calculer le travail effectué durant toute la trajectoire. Il faut donc calculer l'énergie totale, ce qui est plus facile en utilisant la formule de l'énergie potentielle gravitationnelle lorsque la balle est à son maximum de hauteur.
Cette fiche du site d'Alloprof explique le travail :
N'hésite pas si tu as d'autres questions!
Bonjour CannebergeEnthousiaste9454,
Comme tu l'as mentionné, une force conservatrice est une force qui fait le même travail indépendamment de la trajectoire pourvu que le point de départ et celui d'arrivée soit identique. La force gravitationnelle, la force élastique (force de rappel), la force électrostatique sont des exemples de forces conservatrices. Le frottement n'est pas une force conservatrice.
Si on prend la figure que tu as jointe : la balle peut se rendre en bas de deux façons différentes. Ou bien on la pousse un peu à droite, et alors elle tombe en chute libre, ou bien on la pousse un peu à gauche et alors elle descend sur le plan incliné. Mathématiquement, on voit que le résultat est le même.
Donc si on veut que la balle passe du haut au bas de la figure, quel que soit le point d'arrivée, on peut faire tomber la balle en chute libre puis la déplacer horizontalement (travail = 0) pour qu'elle se retrouve exactement au même point final que l'autre trajectoire. Et tu pourrais imaginer une infinité d'autres trajectoires pour lesquels le travail resterait identique.
La réponse est donnée sous la forme mgh car ce sont les données fournies par le problème. C'est ce qu'il faut faire. On sait que m, g et h sont identiques pour A et pour B. On aurait pu donner la réponse sous forme d'énergie cinétique mais il faudrait prouver que la vitesse est la même. Il est exact de dire qu'à la fin nous avons de l'énergie cinétique mais cette énergie cinétique provient de l'énergie potentielle initiale. mgh, c'est l'énergie potentielle au départ, qui donne aussi l'énergie cinétique à la fin.
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