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Chute libre parabolique
Bonjour,
je suis en Tle S et on m'a donné des révisions dont un dm en physique chimie, j'ai un petit problème dans un des problèmes j'aimerais avoir de l'aide.
Voici l'énoncé :
On lance une balle avec une vitesse initiale v0 (en vecteur) : la balle décrit alors une trajectoire parabolique. On a enregistré la trajectoire du centre d'inertie de la balle, à l'aide d'un logiciel. Les frotements de l'air et la poussée d'Archimède sont négligés.
1. faire l'inventaire des forces exercées sur la balle dès qu'elle a quitté la main.
2.On peut décomposer ce mouvement en deux phases : une phase ascendante et une phase descendante.
a.en appliquant la 2eme loi de Newton, déterminer les caractéristiques (direction et sens) du vecteur variation de vitesse du centre d'inertie au cours du mouvement de la balle.
3.On définit les composantes Vx ET Vy (en vecteur) du vecteur vitesse du centre d'inertie de la balle Vg dans le repère (Oxy). Représenté le vecteur Vg et ces deux composantes pour un point de la phase ascendante et pour un point de la phase descendante.
oui désolé.
pour le 1. les forces sont le poids et la force du lancer.
et pour le 2.a. je ne suis pas sure mais je dirais pour la phase ascendante verticale et vers le haut et pour celle descendante verticale et vers le bas.
mais le 2.b. je ne vois vraiment pas :s
Première question : "dès qu'elle a quitté la main" demande l'énoncé ; il n'y a plus de "force de lancer" dès que la balle a quitté la main.
Question 2a : Peux-tu écrire la deuxième loi de Newton ? Et bien sûr cette question suit la première.
Question 2b : Tu ne l'as pas recopiée.
première question : donc il n'y aura que le poids ?
Question 2a : Dans un référentiel galiléen, la variation du vecteur vitesse du centre d'inertie d'un solide est colinéaire et de même sens que la résultante des forces extérieures appliquées au solide.
Question 2b : encore une faute je voulais dire la question 3.
Question 1 : oui, il n'y a que le poids
Force :
. de direction verticale
. de sens vers le bas
. d'intensité m.g
. de point d'application le centre de gravité de la balle
Question 2 : Très bien ; alors en considérant tout ce que je viens d'écrire pour la question 1 et ce que tu as recopié de la deuxième loi de Newton, quelle est l'accélération que subit la balle dans sa chute libre ?
question 2 je n'ai pas très bien compris la question par rapport à l'accélération? vous pouvez reformuler svp
Dans un référentiel galiléen, la variation du vecteur vitesse du centre d'inertie d'un solide est colinéaire et de même sens que la résultante des forces extérieures appliquées au solide.
La variation du vecteur vitesse : c'est le vecteur accélération
La résultante des forces extérieures appliquées : c'est donc le poids qui est la seule force extérieure prise en compte.
Que peux-tu dire en conséquence de l'accélération (ou mieux, du vecteur accélération) ?
Colinéaire et de même sens : cela ne signifie pas que les vecteurs sont égaux, mais qu'ils sont proportionnels et que le coefficient de proportionnalité est positif (puisqu'ils sont de même sens).
: résultante des forces appliquées
: accélération prise par la masse m
Deuxième loi de Newton :
Ici : m est la masse de la balle
est le poids de la balle et
en notant le vecteur qui représente l'accélération due à la pesanteur
Donc
Conclusion
L'accélération de la balle dans sa chute libre vaut c'est l'accélération due à la pesanteur
. direction verticale
. sens vers le bas
. intensité 9,81 N.kg-1 à Paris
OK ?
Pour la question 3 : tu t'intéresses maintenant au vecteur vitesse (et non plus prioritairement au vecteur accélération).
Prends deux positions successives de la balle à la montée (idem à la descente). Le vecteur qui relie ces deux positions peut être considéré comme une approximation du vecteur vitesse instantanée.
Ce vecteur peut être décomposé en deux composantes :
. une composante verticale
. une composante horizontale
Sachant que le vecteur accélération est vertical et que l'accélération te renseigne sur la manière dont varie la vitesse, tu dois faire des constatations... je te laisse faire les tracés et proposer tes constatations.
dans la phase ascendante la balle ralenti et dans la phase descendante elle accélère.
les deux composantes doivent former un angle droit autour du vecteur vitesse avec les mêmes origines?
La composante verticale doit être toujours... verticale !
Et la composante horizontale... horizontale 
Donc le vecteur vitesse doit pour chaque position être décomposé en deux vecteurs perpendiculaires.
Que peux-tu dire des composantes horizontales ? Il y a quelque chose de très particulier à remarquer.
Que peux-tu dire des composantes verticales ? (tu en as dit déjà un peu dans ton message de 16 h 28)
elles sont colinéaires et de même sens pour les composantes horizontales
elles sont colinéaires et de sens contraire pour les composantes verticales
Exact, si tu prends, comme l'énoncé le demande, une vitesse à la montée et une autre vitesse dans la phase de descente.
Que peux-tu dire des "intensités" ("normes", "valeurs"...) de ces composantes de la vitesse ?
celle de la montée est moins importante que celle de la descente
à la descente l'"intensité" augmente alors qu'à la monté elle diminue
Très bien si ce message de 17 h 02 est relatif à la composante verticale
Que dis-tu pour l'intensité de la composante horizontale ?
l'"intensité" reste pareille pour la composante horizontale ?
(on m'a juste demandé à la question 3 de représenter le vecteur Vg avec ses composantes (je ne sais pas si je les mets dans un repère où si je colle le schéma pour le faire dessus pourrais-tu m'aider aussi pour cela) par contre j'ai une question
4. connaissant les caractéristiques du vecteur variation de vitesse du centre d'inertie 
Vg , montrer que seule la composante verticale Vy va varier au cours du temps quelle que soit la phase.
5.a. comparer le sens de Vg et de Vy pour les deux phases.
b. en déduire la nature du mouvement lors de ces deux phases.)
Voilà : l'intensité de la composante horizontale reste constante.
L'accélération te montre comment varie la vitesse. Or, l'accélération est verticale. Donc la composante verticale varie et la composante horizontale ne varie pas.
A la montée la composante verticale est vers le haut ; à la descente vers le bas
L'accélération est toujours vers le bas
Comment caractérises-tu la composante verticale du mouvement ?
. vitesse et accélération de sens contraire à la montée
. vitesse et accélération de même sens à la descente
désolé je suis troublée je comprend ce que tu dis mais je sais pas le situer dans les questions différentes
Pour 5b je te propose :
. selon l'axe horizontal, le mouvement est à vitesse uniforme
. selon l'axe vertical, le mouvement est uniformément accéléré. Pour un axe vertical orienté vers le haut, l'accélération est toujours négative ; la vitesse est positive mais diminue régulièrement lors de la phase de montée ; la vitesse verticale s'annule au point haut de la trajectoire ; la vitesse verticale devient alors négative et son intensité croit régulièrement à la descente.
D'accord c'est plus clair merci et pour : on m'a juste demandé à la question 3 de représenter le vecteur Vg avec ses composantes (je ne sais pas si je les mets dans un repère où si je colle le schéma pour le faire dessus pourrais-tu m'aider aussi pour cela)
Selon moi... comme tu veux !
Ce serait peut-être plus clair en faisant toi-même deux schémas :
. un pour la montée
. un pour la descente
Fais attention de bien faire des composantes horizontales égales.
comment ca deux schémas ? :s pourquoi ne pas faire tout sur le même schéma ? mais je recopie donc la trajectoire de la balle ?
Comment caractérises-tu la composante verticale du mouvement ?
. vitesse et accélération de sens contraire à la montée
. vitesse et accélération de même sens à la descente
cette information là répond à la question 5.a ?
Oui pour le message de 18 h 27
Autrefois (mais ce n'est pas très conseillé et je ne sais pas si on emploie encore ce vocabulaire aujourd'hui) on aurait dit que le mouvement (pour sa composante verticale) était uniformément "retardé" (au sens d'une vitesse dont la norme diminue) à la montée et uniformément "accéléré" (au sens d'une vitesse dont la norme croît) à la descente.
Méfie-toi de ce vocabulaire ; je crois qu'aujourd'hui on dit "accéléré" même quand la norme de la vitesse diminue.
je crois que je vais garder comme tu as donné plus haut merci beaucoup pour avoir résolu ce problème avec moi 
"Pour 5b je te propose :
. selon l'axe horizontal, le mouvement est à vitesse uniforme
. selon l'axe vertical, le mouvement est uniformément accéléré. Pour un axe vertical orienté vers le haut, l'accélération est toujours négative ; la vitesse est positive mais diminue régulièrement lors de la phase de montée ; la vitesse verticale s'annule au point haut de la trajectoire ; la vitesse verticale devient alors négative et son intensité croit régulièrement à la descente."
Tu m'as proposer ça mais je me demande si ce ne serais plutôt pas ça :
Pour 5b je te propose :
. selon l'axe horizontal, le mouvement est à vitesse uniforme
. selon l'axe vertical, le mouvement est uniformément accéléré. Pour un axe vertical orienté vers le haut, l'accélération est toujours négative ; la vitesse est négative mais diminue régulièrement lors de la phase de montée ; la vitesse verticale s'annule au point haut de la trajectoire; la vitesse verticale devient alors positive et son intensité croit régulièrement à la descente.????
et est ce que la réponse est cohérente avec l'enregistrement ?
Ta proposition n'est pas correcte (mais tu as bien fait de poser la question, puisque tu as un doute)
J'ai pris la précaution d'écrire : pour un axe vertical orienté positivement vers le haut
Puisque le vecteur accélération est toujours (ici) colinéaire et de même sens que le poids, ce vecteur accélération est orienté vers le bas, donc négatif
Dans la première phase de montée, la vitesse est orientée vers le haut, donc positive
Dans le seconde phase, la descente, la vitesse est orientée vers le bas, donc négative
D'accord merci bien c'est plus clair maintenant et je peux mettre comme réponse :
. selon l'axe horizontal, le mouvement est à vitesse uniforme
. selon l'axe vertical, le mouvement est uniformément accéléré. Pour un axe vertical orienté vers le haut, l'accélération est toujours négative ; la vitesse est positive mais diminue régulièrement lors de la phase de montée ; la vitesse verticale s'annule au point haut de la trajectoire ; la vitesse verticale devient alors négative et son intensité croit régulièrement à la descente
et donc le schéma est bien en accord avec cela ?
Tout à fait d'accord !
Bien sûr que la figure nous a permis d'écrire cela (mais l'expérience vient avant les déductions que nous pouvons faire)
D'accord merci. j'ai une petite question on ne peux pas envoyer à des membres des messages ? ou il n'y a que le forum ?
On ne peut pas envoyer de message aux membres par le forum.
Mais certains membres acceptent de mettre leur adresse de messagerie dans leur profil. A ceux-là tu peux envoyer un message.
parce que je dois remettre mon dm demain 
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