Objet lancé sur un plan incliné

Un objet de masse m = 300 g est lancé vers le haut, d’un point A suivant la ligne de plus grande pente. Le plan incliné fait un angle a = 25° avec l’horizontale. Il monte jusqu’en un point B, s’arrête et redescend jusqu’en A. On donne AB = 0,80 m

1. On néglige dans un premier temps les frottements. Faire un bilan des forces qui s’exercent sur l’objet et les représenter.
2. Calculer les travaux effectués par ces forces lors de la montée AB.
3. On considère maintenant que les frottements ne sont plus négligeables. On les assimilera à une force constante de valeur f = 1,5 N. Faire le bilan des forces qui s’exercent sur l’objet lors de la montée puis lors de la descente et les représenter.(1pt)
4. Calculer les travaux effectués par ces forces lors de la montée AB.(2pts)
5. Calculer les travaux effectués par ces forces lors de la descente BA.(1pts)
6. Calculer les travaux effectués par ces forces lors de l’aller-retour.(1pts)

On donne g = 9,8 N.kg^-1

CORRECTION :

1. Système {objet}

Référentiel : terrestre supposé galiléen

Forces appliquées : poids

_N composante normale de l’action du plan incliné sur l’objet

z

B

A

2. Travail du poids et de _N :

· W() = mg(z_A – z_B) = - mgh = - mgLsina (1) AN : W(P) = -0,5x9.8x0,8xsin30 = -2,0 J (0,5)

· W(_N) = O car _N est perpendiculaire au déplacement (1)

3. Système {objet}

Forces appliquées : poids

_N composante normale de l’action du plan incliné sur l’objet

force des frottements

Lors de la montée AB :

W(_N) = 0 (0,25)

W() = -2,0 J (0,25)

W() = -f.L (1) A.N : W(f) = -1,2 J (0,5)

4. Lors de la descente BA :

W(_N) = 0 (0,25)

W() = mgBAsina (0,25) A.N. : W() = 2,0 J (0,25)

W() = -f.L A.N : W() = -1,2 J (0,25)

5. Lors de l’aller-retour :

W() = 0 (0,5) et W() = -2,4 J (0,5) et W(_N) = 0