Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

vecteur force Vitesse, d'acceleration

Posté par
Eoda-66
01-09-14 à 15:39

Bonjour,
En désaccord avec un collègue de boulot j'aurais besoin de votre lumière sur un problème.

Voilà si une personne se trouve sur le toit d'une voiture qui avance à une vitesse disons de 50 km/h.

Si la personne fait un saut verticale à un point précis que l'on appellera point A.

La question étant de savoir si la personne atterrira après le point A, sur le point A ou avant.


Ps : pour moi il atterrira après le point A suite à l'inertie créée par le véhicule et mon collègue dit sur le point A car dès que ses pieds ne sont plus en contact avec la voiture la personne se retrouve à 0 km/h

Merci de bien vouloir me répondre et si possible les raisons physique de la réponse en développant.

Merci

Posté par
quarkplus
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 01-09-14 à 15:55

Bonjour ,
Si vous sautez dans un wagon fermé d'un train en marche , verticalement, vous retombez au même endroit , l'air autour de vous est immobile par rapport à vous .
Si vous sautez sur le toit d'une auto arrêtée , même chose .
Si vous sautez sur le toit d'une auto en marche , le vent apparent va vous faire reculer ou renverser .
Sans sauter, vous ne pouvez pas vous tenir vertical sur le toit d'une auto , au dessus , disons de 70 km/h environ,
de la même façon si vous marchez dans la rue avec un fort vent .
Si l'auto roulait dans le vide , vous pouvez sauter et retomber sur le toit même à 300 km/h, quand vous sautez vous avez la MEME vitesse que l'auto . Il n'y a pas d'inertie dans tout cela , juste la résistance de l'air .

Posté par
quarkplus
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 01-09-14 à 16:00

Re,
Alors à moi de vous posez un problème .
Vous êtes à l'arrière d'un bateau qui avance à 10 m/s : vous tirez une balle de revolver , bien verticale vers le haut ;
La balle retombe dans l'eau au bout de 4 s . A quelle distance du bateau, retombe t elle  ?

Posté par
quarkplus
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 01-09-14 à 16:09

Je modifie juste ma dernière phrase :

La balle retombe au bout de 4s : à quelle distance du bateau retombe t elle  ?

Posté par
Eoda-66
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 01-09-14 à 21:15

Ça n'a pas répondu à la question !

Je suis d'accord pour la résistance de l'air.
Celle ci vient à te freiner jusqu'à arriver à une vitesse de 0 km/h

Mais est ce que le freinage est progressive ou instantané ?

Un autre exemple si tu veux. Si tu es dans un Wagon fermé, que tu viens à sauter perpendiculairement au wagon a un point A.
Quand tu vas te rétamer par terre tu te trouveras à l'impact : devant, derrière ou pile au point où tu as sauté ???

Posté par
quarkplus
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 01-09-14 à 21:59

J'ai déjà répondu :
Dans un wagon fermé , le plancher, vous, l'air, la mouche , tout le monde va à la même vitesse ...
Vous pouvez sauter comme un cabri dans tous les sens , vous retomberez au même point .
Faites l'essai dans le métro ou dans un bus , cela amusera les spectateurs ...
Le freinage instantané ( ou presque )  - comme vous dites - c'est le cas d'un accident où une auto rentre dans un mur :
Regardez le résultat ... Enfin, il vaut mieux ne pas regarder ...
Et répondez à mon problème , si vous avez compris mes explications .

Posté par
Eoda-66
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 02-09-14 à 12:19

Désolé je me suis mal expliqué.

C'est pas si tu saute dans le wagon mais a l'extérieur du wagon

Posté par
Eoda-66
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 02-09-14 à 12:24

Et pour répondre à ta question il y a plein de donné à prendre en compte, rien que, comme tu l'as dit la résistance à l'air !

Donc personnellement elle retombera a moins de 40 mètres du bateau.

Posté par
J-P
re : vecteur force Vitesse, d'acceleration 02-09-14 à 15:11

Largement hors programme Terminal.

Estimation de la force horizontale agissant sur un bonhomme qui essaie de sauter verticalement vers le haut du toit d'une voiture qui roule à 72 km/h en l'absence de vent (par rapport à la Terre).

F = (1/2).Rho(air)*Cx*S * v²

Le Cx (coeff de pénétration dans l'air est mauvais (presque 1) dans un tel cas)
Et avec un bonhomme de 1,8 m de haut et 50 cm de large et de 80 kg, la surface résistant au vent est d'environ : S = 0,9 m² (un peu moins, mais soit).
v = 72 km/h = 20 m/s

--> F = (1/2) * 1,3 * 1 * 0,9 + 20² = 234 N
Juste après que les pieds quittent le toit de la voiture : F = 234 N (en horizontal)
Le bonhomme subit donc, à cet instant, une accélération a vers l'arrière de la voiture telle que : F = m.a
234 = 80 * a
a = 2,9 m/s²

Cette accélération diminue au cours du saut (puisque la vitesse relative bonhomme-air diminue à cause de a)

Si son saut (montée -descente) dure par exemple 0,5 s, le bonhomme déviera vers l'arrière de la voiture mais d'un distance inférieure à 2,9 * 0,5²/2 = 0,36 m
Sa vitesse horizontale (par rapport au sol) sera supérieure à 20 - 2,9*0,5 = 18,6 m/s
Donc sa vitesse relative par rapport à la voiture lorsque retombera sur le toit sera inférieure à 1,45 m/s (qui pourrait bien le déséquilibrer)

On peut faire des calculs plus précis (par équations différentielles) mais ce n'est pas utile pour "sentir" l'ordre de grandeur du décalage en position et du décalage de vitesse horizontale.



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2024

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 237 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !