Montée et descente sur un plan incliné avec frottement

Difficile
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Énoncé

Un solide de masse est lancé vers le haut le long de la ligne de plus grande pente d'un plan incliné faisant un angle avec l'horizontale. Sa vitesse initiale, au point de départ , vaut . Le plan exerce sur le solide une force de frottement d'intensité constante , toujours opposée au mouvement. On donne et . 1) Faire le bilan des forces pendant la phase de montée et écrire la deuxième loi de Newton en projection sur un axe parallèle au plan, orienté vers le haut. 2) Calculer l'accélération pendant la montée. 3) Calculer la distance parcourue avant l'arrêt. 4) Le solide redescend-il ensuite ? Établir la condition littérale et vérifier numériquement. 5) Calculer l'accélération pendant la descente, puis la vitesse de retour en . Comparer à et interpréter.

إرشادات

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1 الإرشاد 1
Pendant la montée, le poids et le frottement freinent tous deux le solide : leurs projections s'ajoutent, et l'accélération vaut $-(g\sin\alpha + f/m)$. La distance s'obtient par $v_0^{2} = 2|a|\,AB$.
2 الإرشاد 2
À la descente, le frottement change de sens et s'oppose désormais au poids : refais un bilan, ne réutilise pas l'accélération de la montée. La condition de redescente compare $m g\sin\alpha$ à $f$.

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الطريقة — من أين نبدأ

Pendant la montée, le poids et le frottement freinent tous deux le solide : leurs projections s'ajoutent, et l'accélération vaut . La distance s'obtient par .

À la descente, le frottement change de sens et s'oppose désormais au poids : refais un bilan, ne réutilise pas l'accélération de la montée. La condition de redescente compare à .

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