Système de deux solides reliés par un fil passant sur une poulie

Difficile
Partager

Énoncé

Un solide de masse repose sur un plan horizontal. Il est relié par un fil inextensible de masse négligeable, passant dans la gorge d'une poulie de masse négligeable fixée au bord du plan, à un solide de masse suspendu dans le vide. Le solide subit de la part du plan une force de frottement d'intensité constante ; les frottements au niveau de la poulie sont négligés. Le système est abandonné sans vitesse initiale, le solide se trouvant alors à une hauteur au-dessus du sol. On donne .
Solide sur un plan horizontal relié par une poulie à un solide suspenduSchéma d'un dispositif à deux solides. Le solide A repose sur un plan horizontal hachuré ; il est relié par un fil inextensible passant dans la gorge d'une poulie fixée au bord du plan, au solide B suspendu dans le vide. Sur le solide A sont portés quatre vecteurs : le poids vertical vers le bas, la réaction du plan verticale vers le haut, la force de frottement horizontale opposée au mouvement, et la tension du fil horizontale vers la poulie. Sur le solide B sont portés le poids vertical vers le bas et la tension du fil verticale vers le haut. C'est la chute de B qui entraîne A.Deux solides reliés par un fil passant sur une poulieLa chute de B entraîne A, freiné par le frottement du planABPARfTPBTDonnéesm₍A₎ = 0,30 kg (sur le plan)m₍B₎ = 0,20 kg (suspendu)f = 0,50 N (frottement sur A)fil inextensible, poulie sans masse
Deux solides, deux bilans distincts, mais une seule accélération : le fil inextensible les couple.
1) Faire le bilan des forces exercées sur chacun des deux solides, puis appliquer la deuxième loi de Newton à chacun d'eux en projetant sur un axe convenablement orienté. 2) Montrer que l'accélération commune du système s'écrit , puis calculer sa valeur. 3) Calculer l'intensité de la tension du fil et vérifier qu'elle est inférieure au poids de . Interpréter physiquement ce résultat. 4) Calculer la durée de la chute de et la vitesse du système au moment où touche le sol. 5) Lorsque touche le sol, le fil se détend et le solide poursuit seul son mouvement sur le plan horizontal. Calculer la distance supplémentaire parcourue par avant son arrêt.

إرشادات

— انقر للكشف
1 الإرشاد 1
Deux solides, deux bilans distincts, mais une seule accélération : le fil inextensible les couple. Sur $(A)$ la tension est horizontale, sur $(B)$ elle est verticale — oriente chaque axe dans le sens du mouvement.
2 الإرشاد 2
Additionne les deux équations pour éliminer $T$ et retrouver l'expression demandée. À la question 5, le fil détendu ne tire plus : seul le frottement subsiste et arrête $(A)$.

Bloqué sur cet exercice ?

Prof Hicham peut t'expliquer pas à pas, en s'adaptant à ton niveau.

Demander à Prof Hicham

الطريقة — من أين نبدأ

Deux solides, deux bilans distincts, mais une seule accélération : le fil inextensible les couple. Sur la tension est horizontale, sur elle est verticale — oriente chaque axe dans le sens du mouvement.

Additionne les deux équations pour éliminer et retrouver l'expression demandée. À la question 5, le fil détendu ne tire plus : seul le frottement subsiste et arrête .

التصحيح المفصّل خطوة بخطوة أسفله.

Exercice Terminé? 🎉

Validez votre réponse pour enregistrer votre progression et gagner des points