Bonsoir :D
Merci énormément à Mme Katia de m'avoir répondu hier, j'apprécie ça <3 Comme promis hier que vous serez là ce soir, j'ai publié ma question en espérant que cela vous retrouvera :D https://www.alloprof.qc.ca/zonedentraide/discussion/123030/question/p1
J'éprouvais une énorme confusion par rapport à une situation dans le chapitre du travail mécanique (la dynamique).
Voici le problème et ce qui me dérange:
Une caisse de 25,0 kg repose sur le sol. On soulève cette caisse à vitesse constante sur une hauteur de 1,20m.
Quelle est la grandeur de la force F qu'on doit exercer pour accomplir cette tâche à vitesse constante et quel est le travail accompli par cette force?
Pendant son mouvement, deux forces s'exerçaient sur la caisse. Calculez le travail effectué par la force de gravité sur la caise, puis déterminez le travail total exercé sur celle-ci.
Selon le corrigé (je vous insère la photo en bas), le travail effectué par la force de tension pour soulever l'objet et égale au travail effectué par la force de gravité.
Ce qui me bloque:
1)La première des choses qui me mélange absolument est que la somme du travail tension (travail positif) + travail force de gravité (travail négatif)= 0 (nulle). Si le travail est nul, alors comment est-ce que j'arrive à soulever mon objet? (En fait, l'idée c'est que si les deux ''travail'' s'annulent, alors pourquoi mon objet bougerait?!)
2) Ensuite, ici, si je soulève un objet à vitesse constante, alors comment est-ce que cette force peut physiquement s’appliquer à l’objet (contribuer à son mouvement de montée) si elle est annulé par la force de gravité et que l’objet rentre en MRU ? Pourquoi elle monterait vers le haut, alors que les forces sont annulés?
Je n'en comprends absolument rien, car la vitesse de mon objet au départ est de 0m/s (immobile), alors si elle est de la même grandeur que la gravité, pourquoi elle bougerait? Comment je peux continuer d'appliquer une force sans accélérer mon objet?
3) Comment est-ce que cet objet rentrera en MRU justement et ça serait quoi les étapes avant qu'il atteigne la vitesse constante (à moins qu'il y ait un moyen de savoir c'est quoi la vitesse atteinte et pendant quelle durée de temps)?
Puis finalement, comment cela fait en sorte qu'avoir un travail global nul permet à mon objet de conserver une certaine vitesse constante?
Je suis désolée Madame Katia, je sais que pour une même question, c'est un peu long comme publication, mais ce sont des sous-étapes qui ne sont pas clairs pour moi et entravent ma compréhension depuis un bon bout de temps.
J'aurais svp besoin de votre aide madame :_(((
Merci <3<3 :D
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Bonjour CannebergeEnthousiaste9454,
D'abord, j'ai transmis ton gentil message à madame Katia, elle appréciera tes bons mots :)
Pour ta première question, on doit se souvenir de la seconde loi de Newton (F=ma). Selon cette loi, la sommation des forces est le produit de la masse et de l'accélération. Ainsi, si la somme de tes forces est nulle, c'est l'accélération qui est nulle (et non la vitesse). Or, on sait qu'un objet bouge à vitesse constante lorsque son accélération est nulle. Il est donc normal d'avoir a=0 pour avoir un objet en mouvement à vitesse constante.
Pour ta seconde question, si la somme des forces est zéro, alors l'accélération est nulle, pas nécessairement la vitesse. Cela signifie que si l'objet était déjà en mouvement, il continue à vitesse constante et que si l'objet était immobile, il reste immobile (sauf si tu l’as déjà accéléré).
Tu as bien remarqué que l’objet ne bougera pas tout seul si tu appliques une force égale au poids. Tu dois d’abord exercer une force un peu plus grande que le poids pour commencer le mouvement, donc une force nette dirigée vers le haut. On accepte une très courte accélération au début, puis on la ramène à zéro pour maintenir le mouvement constant. Ainsi, au tout début, tu dois appliquer une force plus grande que 245 N pour vaincre l'inertie (lancer le mouvement). Une fois que tu as donné à l’objet une certaine vitesse vers le haut, si tu veux maintenir cette vitesse constante, tu n’as plus besoin de continuer à l’accélérer. Il te suffit d’appliquer une force exactement égale au poids pour contrebalancer la gravité.
Pour ta dernière question, on doit se rappeler qu'un travail total nul n’implique pas une absence de mouvement. Deux forces agissent sur ton objet. D'abord, la force que tu exerces vers le haut : travail positif. Ensuite, la seconde force est le poids (gravité) vers le bas qui résulte en un travail négatif de même grandeur. Le travail total nul signifie que tu n’as pas changé l’énergie mécanique totale de l’objet. Le travail de la force compense exactement le travail de la gravité.
Wtotal = Wforce + Wgravité = 294J−294J = 0J
En espérant t'avoir aidé,
Laurie
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