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Vidéo de question : Calculer une force à partir du travail fourni Physique

Un personne fournit un travail de 36 J en 24 s pour pousser une poussette à une vitesse de 0,25 m / s. Quelle force moyenne cette personne a-t-elle exercé sur la poussette ?

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Transcription de vidéo

Une personne fournit un travail de 36 joules en 24 secondes pour pousser une poussette à une vitesse de 0,25 mètre par seconde. Quelle force moyenne la personne exerce-t-elle sur la poussette ?

Alors, dans cette question, on nous a dit qu’il faut fournir un travail de 36 joules pendant 24 secondes pour qu’une poussette se déplace à une vitesse de 0,25 mètres par seconde. On nous demande de déterminer la force moyenne exercée par la personne sur la poussette pour qu’elle se déplace à 0,25 mètre par seconde.

Alors, la première chose à faire est de passer en revue toutes les valeurs importantes données dans l’énoncé. Commençons par dire que le travail fourni au landau 𝑊 est de 36 joules. Ensuite, nous savons que le temps nécessaire pour fournir ce travail est de 24 secondes. Nous savons aussi que la poussette se déplace à une vitesse de 0,25 mètre par seconde. Et nous cherchons à déterminer la force moyenne exercée sur la poussette.

Alors, pour faire cela, rappelons d’abord la définition du travail fourni à un objet. Le travail fourni à un objet 𝑊 est défini comme la force moyenne exercée sur un objet multipliée par la distance parcourue par l’objet pendant que la force s’exerce.

Alors, dans ce cas, nous cherchons à déterminer quelle est la valeur de la force exercée. Et on nous donne la valeur du travail fourni à l’objet. Mais nous ne savons pas comment l’objet se déplace. Dans notre cas, bien sûr, l’objet est la poussette. Mais nous savons à quelle vitesse la poussette se déplace et pendant combien de temps elle se déplace à cette vitesse.

Donc, rappelons-nous que la vitesse correspond à la distance parcourue divisée par le temps nécessaire pour parcourir cette distance. Et nous pouvons modifier cette équation en multipliant les deux côtés de l’équation par le temps nécessaire 𝑡 de sorte que le temps s’annule sur le côté droit. Et il nous reste seulement la distance parcourue. Le temps nécessaire multiplié par la vitesse de l’objet est donc égal à la distance parcourue par l’objet.

Nous pouvons alors prendre cette expression et remplacer la distance parcourue. Nous avons donc que le travail fourni à l’objet est égal à la force exercée sur l’objet multipliée par la distance parcourue par la poussette, et nous savons que cette valeur vaut le temps nécessaire à la poussette pour se déplacer multipliée par la vitesse de la poussette.

À ce stade, nous connaissons toutes les grandeurs de l’équation sauf une. Nous connaissons le travail fourni à la poussette, nous connaissons le temps nécessaire à la poussette pour parcourir une certaine distance et nous connaissons la vitesse de la poussette. Et nous cherchons à déterminer la force exercée sur la poussette.

Il suffit donc de réorganiser cette équation. Nous allons donc diviser les deux côtés de l’équation par le temps multiplié par la vitesse, de sorte que le temps s’annule sur le côté droit et la vitesse aussi. Alors, nous aurions pu faire la même chose en divisant les deux côtés de l’équation par la distance parcourue, puis en remplaçant la distance par le temps multiplié par la vitesse. Mais peu importe dans quel sens nous le faisons tant que nous obtenons le même résultat.

Donc, ce qui nous reste est que le travail fourni divisé par le temps pris multiplié par la vitesse de la poussette est égal à la force exercée sur la poussette. Nous pouvons maintenant remplacer les valeurs. Alors, le travail fourni est de 36 joules, le temps est de 24 secondes et la vitesse est de 0,25 mètres par seconde.

Nous calculons ensuite la fraction du côté gauche, ce qui nous donne six. Mais six quoi ? Quelle est l’unité ? Alors, nous avons travaillé jusqu’à présent avec des unités de base. Par exemple, le travail fourni est donné en joules, qui l’unité de base du travail ; le temps est en secondes, qui est aussi l’unité de base de temps ; et la vitesse est en mètres par seconde, encore une fois l’unité de base pour la vitesse. Le résultat sera dans donc son unité de base, qui est le newton parce qu’il s’agit d’une force.

Voici donc le résultat final : la force moyenne exercée par la personne sur la poussette est de six newtons.

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