Bonjour,quelques soucis avec cet exercice...
Une balle de 100g est lachée sans vitesse initiale d'une hauteur de 2m au dessus du sol(on néglige la résistance de l'air et la poussée d'Archimede).
1)Quelle est la vitesse de la balle à son arrivée au sol?
2)On suppose que le choc de la balle contre le sol et un choc élastique, c-a-d que la balle rebondit sans perdre denergie cinétique.
a) A quelle hauteur la balla rebondit t elle ?
b)Quelle est son mouvement ultérieur?
3)En réalité la balle perd 20% de son énergie cinétique à chaque rebond.
a) Qu'advient il de l'énergie cinétique perdue par la balle ?
b)Quelle est la hauteur atteinte par la balle apres son cinquieme rebond?
c)Quelle est sa vitesse juste après le cinquieme rebond ?
Pour moi...
1) d'après le théoreme de l' energie cinétique:
1/2 mv finale2- 1/2 m vinitiale2= -mg ( z final -z initial)
v = =6.3 m/s
2)a) la balle rebondit à 2m
b)mouvement rectiligne uniforme
3)a) ...
Je prends le relais :
3/a/ L'énergie est conservée, elle ne disparaît pas comme ça... Elle a pu partir : dans l'air, dans le sol lors du choc. Une chance sur deux Trouve la bonne et aussi : pourquoi ?
b/ Elle a perdu 20 % de son énergie cinétique, elle atteindra 20 % de moins la hauteur que précédemment.
c/ A chaque rebond elle perd 20 % ; on calcule la vitesse à chaque rebond (ou bien, on utilise une petite formule, ce qui n'est pas nécessaire) .
Le pourquoi, c'est compliqué, disons que pour rester dans le conceptuel :
l'énergie se conserve, elle ne disparaît pas.
Elle peut être transmise aux systèmes et milieux voisins ; dans ton problème, il y a les frottements de l'air qui peuvent absorber de l'énergie du système, ou le sol qui lors du choc, absorbe aussi une partie de l'énergie reçue pour "contrer" le choc si tu veux.
Quand j'ai fait ce problème (vers ton âge environ) on a répondu à la question ainsi si je me souviens bien :
L'énergie doit se conserver, les deux sources ici possible qui peuvent absorber de l'énergie sont le sol et les frottements, on ne parle pas de frottements dans l'énoncé, donc ils sont nuls.
C'est donc le sol.
Pas super comme démonstration, mais amplement suffisant pour la question posée.
1)
mgh = (1/2).m.v²
v² = 2gh
v² = 2*9,81*2 = 39,24
v = 6,3 m/s
---
2)
a)
2 m
b)
mouvement perpétuel : suite infinie du cycle chute-rebond-remontée
---
3)
a)
A chaque rebond, l'énergie cinétique est inférieure de 20% par rapport à ce qu'elle était au rebond précédent.
L'énergie perdue a été dissipée en chaleur par le frottement des molécules de la balle les unes sur les autres pendant la déformation de la balle.
b)
Energie cinétique au 5 éme rebond = mgh * (0,8)^5
La balle remonte ensuite à une hauteur H telle que: mgH = mgh * (0,8)^5
H = h * (0,8)^5
H = 2 * (0,8)^5 = 0,66 m
c)
Energie cinétique au 5 éme rebond = mgh * (0,8)^5
(1/2)mv² = mgh * (0,8)^5
v² = 2.gh * (0,8)^5
v² = 2*9,81*2 * (0,8)^5 = 12,858
v = 3,6 m/s
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Sauf distraction.
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