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Chute libre sans vitesse initiale

Posté par
Sasuké-wall
04-03-08 à 11:53

Bonjour,J'ai fait un nouvel exercice pour applique le Si j'aimerais savoir si mes résultats sont correctes merci:

énoncé:
Une bille est en chute libre sans vitesse initiale.
1.Représenter la (les) force(s) s'exerçant sur la bille.A partir du travail du poids,déterminer la vitesse v du centre d'inertie du corps en fonction de la hauteur de la chute h.

Un enfant laisse tomber sans vitesse initiale une bille en verre, de masse m=13g,d'un balcon au 5éme étage situé à une hauteur h=14.0m

2.Calculer la vitesse de la bille quand elle arrive au sol.
3.Quelle serait cette vitesse pour une bille de masse 17g.

exercice:
1.Système: {bille}
Référentiel: terrestre supposé galiléen
Bilan des forces:le poids et les frottements

WAB(f)=vecteurP*Vecteurh

2.WAB(f)=mgh
                   =13.10-3*9.81*14.0
                   =1.78542 Watts
3.Lorsque m=17 on a donc:
17.10-3*9.81*14.0=2.33478 Joules

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 12:01

Re - bonjour...

C'est bien commencé. Mais ça se termine mal...

Oui : le poids (et les frottements que l'on négligera car on n'a pas de données pour en tenir compte)

Oui, le travail du poids vaut bien WAB(P) = m.g.h

Quelle est l'unité du travail ou de l'énergie ? (ce n'est pas le watt qui est l'unité de la puissance)

Et on te demande de calculer la vitesse.
Piste : théorème de l'énergie cinétique...

Posté par
Sasuké-wall
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 12:05

On utilise l'énergie potentiel de pesanteur alors

L'unité du travail ou de l'énergie est le joules

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 12:08

Oui.

Donc le travail du poids vaut environ 1,785 joule

C'est aussi la diminution de l'énergie potentielle de pesanteur de la bille

C'est aussi l'augmentation de l'énergie cinétique de la bille.

Quelle est la formule de l'énergie cinétique ? Que peux-tu écrire pour exprimer la vitesse directement en fonction de la hauteur de chute ?

Posté par
Sasuké-wall
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 12:11

Et bien on utilise Epp=mgz

en appliquant on a donc:

13.10-3*9.81*14.0=1.785joules

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 12:15

D'accord...

Et comment calcules-tu l'énergie cinétique ?

Le gain d'énergie cinétique provenant de la diminution d'énergie potentielle de pesanteur.

(je vais manger...)

Posté par
Sasuké-wall
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 12:19

On calcule la somme de wAB=Ecb-Eca=ec

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 13:07

Oui... tu connais déjà la valeur de la variation de l'énergie cinétique puisque cette variation est égale au travail du poids, c'est-à-dire à WAB(P) = m.g.h

L'énergie cinétique est nulle au départ

Citation :
Un enfant laisse tomber sans vitesse initiale...


Quelle est la formule qui te permet de calculer l'énergie cinétique à l'arrivée au sol en fonction de la masse de la bille et de sa vitesse ?

Posté par
Sasuké-wall
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 13:59

C'est la formule de l'énergie cinétique:
1/2mv2

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 14:04

Mais bien sûr...

Donc

Epp = -WAB(P) = -m.g.h
et
Ec = (1/2).m.vB2 - (1/2).m.vA2 = (1/2).m.vB2


m.g.h = (1/2).m.vB2

Que vaut vB la vitesse au sol ? (littéralement puis l'application numérique)

Posté par
Sasuké-wall
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 14:09

La vitesse vb ne vaut rien au sol elle est nulle puisque elle se stoppe au sol donc numériquement on obtient:

m.g.h=1/2*13.10-3*0=0 joules

mais pourquoi Epp=-Wab(p)=-m.g.h

je saisis pas d'où sorte les moins

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 14:12



On te demande la vitesse juste avant que la bille ne touche le sol
_______________________

Le travail du poids est positif car le sens du poids est vers le bas et le mouvement de la bille est aussi vers le bas.
L'énergie potentielle de pesanteur du système Terre-bille diminue puisque la bille descend. La diminution de l'énergie potentielle de pesanteur est exactement l'opposée du travail du poids.

Posté par
Sasuké-wall
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 14:15

ha mince,
alors on obtient cela:
mgh=13.10-3*9.81*14.0
mgh=1.78542 joules

Posté par
Coll Moderateur
re : Chute libre sans vitesse initiale 04-03-08 à 14:21

Oui... mais on n'avance pas ! Cela, on le sait depuis un peu plus d'une heure.

On te demande la vitesse juste avant de frapper le sol. Tu connais l'énergie (sous forme cinétique) que vaut donc la vitesse ?



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