Exercice Physique Mécanique 1Ère S

[bach220]

Bonjour,

Je suis en 1ère S, J'ai rencontré quelques difficultés avec un exercice de physique. Voici l'énoncé:

Crée à la fin du XIXème siècle, ce sport est reconnu comme une discipline sportive à part entière en 1923, et inscrit au programme des 1ers JO d'hiver en 1924. L'équipage du bobsleigh à 4 comprend le pilote, le freineur, et 2 coéquipiers. Au départ, tout l'équipage pousse le bob sur environ 50 mètres (la vitesse peut atteindre près de 40 km/h), avant de prendre place dans l'habitacle.

La piste, d'une longueur de 1.435 m, possède un dénivelé de 114 m et 19 virages (11 à gauche et 8 à droite).

La vitesse maximum pouvant être atteinte est d'environ 130 km/h. Compte tenu de son niveau technique, la piste a été conçue selon des critères de sécurité très élevés.

En bob à 4, la masse maximale de l'équipage est 630 kg.

Pour simplifier, on supposera qu'un des équipiers (le freineur) est toujours installé dans le bobsleigh et que les 3 pousseurs s'installent instantanément dans le bobsleigh après la phase de poussée.

1/ Sur chaque étape du parcours, Définir le système et sa masse, représenter les forces subies par le système. (Un rectangle suffira à le modéliser).

2/ Pendant la phase de poussée, en supposant l'absence de frottement, que vaut la force exercée par les pousseurs sur le bobsleigh ? Que peut-on dire de cette force en réalité ?

2bis/ Donner l'expression littérale de la vitesse en fin de poussée (en l'absence de frottement). Comment augmenter cette vitesse ?

3/ Pendant la phase de descente, on suppose toujours l'absence de frottements. Cette hypothèse est-elle compatible avec la vitesse maximum pouvant être atteinte par le bobsleigh ?

4/ Calculer le travail des forces de frottement au cours de la descente, sachant qu'à l'arrivée, la vitesse du bobsleigh est 99 km/h ? Ces forces sont-elles constantes le long de la descente ?

4bis/ Donner l'expression littérale de la vitesse en fin de descente (en présence de frottements). Comment augmenter cette vitesse ?

5/ Passée la ligne d'arrivée, la piste présente une légère montée en ligne droite propice au freinage. Le bobsleigh s'arrête sur une distance de 165m. Calculer la valeur des forces de frottement.

6/ Quelle est la puissance des pousseurs sachant que cette poussée dure 6,17s ?

Données : masse du freineur mf=85,0 kg / masse d'un pousseur : mp=95,5kg / masse du bobsleigh : mb=150kg.

g=9,81 N.kg-1 /

Caractéristiques de la piste :

alt départ: 1.683 m

alt arrivée: 1.569 m

dénivelé: 114 m

longueur: 1.435 m

virages: 19

freinage: 200m inclinée à 3%

Où j'en suis: J'ai répondu à la première question : 1ere étape: système: Bobsleigh + freineur masse: 185+150=235kg Bilan des forces: P(poids),Rn(réaction du support), f (frottement), F(force exercée par les pousseurs)

2ème étape: système: Bobsleigh + freineur + 3 pousseurs masse: 150+85+3x95.5=521,5 Bilan des forces: P(poids),Rn(réaction du support), f(frottement)

Mes questions: Je n'arrive pas à répondre à la 2ème question, ce qui me bloque pour la suite du devoir. Je n'arrive pas à calculer la force à partir des données fournies par l'énoncé.

Merci de m'aider et de m'accorder du temps