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Jet de pierre

Posté par
florian01
22-02-08 à 11:18

Bonjour à tous, je solicite votre aide pour un devoir

Exercice :  

Bertrand lance une pierre de masse M = 200 g verticalement vers le haut. Au moment où elle quitte sa main, la vitesse de la pierre est Vo = 5,0 m/s au dessus du sol.

1-  Calculer l'énergie potentielle Eppo de la pierre au moment où Bertrand la jette en prenant le niveau du sol comme origine des altitudes ( et Epp = 0 pour z=0)

2-  Montrer que la somme Epp+Ec de la pierre est constante au cours du mouvement.

3-  A quelle attitude z1 la vitesse de la pierre n'est-elle plus que V1 = 2.5 m/s ?

4-  Quelle attitude maximale zm la pierre atteint-elle ?  

5-  A quelle vitesse V2 la pierre heurte-t-elle le sol ?

--
Réponses:
1) ça c'est bon je m'en suis sortit
Calcule de Epp:
1-m=200 g
Z0 = 1.5 cm
g = 9.8 N/kg

Epp= m*g*z0=(200*10^-3)*9.8*1.5=2.94 J

2)variation d'énergie cinétique entre z0 et x: 1/2mv²x-1/2mv²0
seul le poids travaille au cours de la montée (action du plan au cours du déplacement)
à partir de là je sais pas quoi faire :s

3)(je ne fais pas la démonstration compléte)
Ec1-Ec0 = W(P) 0->1
1/2 mv1²-1/2mv²0 = m*g *(z0-z1)
z1 = z0 - (v1²-v0²/2g) = 1.5 + 0.13= 1.37 m

4) altitude maximale:*Zm=z0-(vm²-v0²/2g)= 1.5 - (???/19.6) =1.5+??? = ??? m
(le probleme c'est que je ne sais pas qu'elle vitesse prendre pour Vm (vitesse de l'altitude maximale, donc je trouve pas l'altitude maximale...)

5)(je ne fais pas la démonstration compléte)
Ec2-Ec0 = W(P) 0->2
1/2 mv2²-1/2mv²0 = m*g *(z0-z2)
v2² = 2g (Z0-z2) + v0²
donc V2 = 2g (Z0-z2) + v0² = 54.4 m/s

légende:
Epp: energie potentielle de pesanteur
Ec: energie cinétique
V0: vitesse où la pierre quitte la main de B. de 5 m/s
z0=h= altitude initiale de 1.5m
V1= vitesse de l'altitude 1
z1= altitude 1 qu'on veut calculer
Zm= altitude maximale
Vm= vitesse de l'altitude maximale
V2= vitesse lorsque la pierre tombe sur le sol
z2= altitude quand la pierre tombe sur le sol (0m)

Posté par
florian01
re : Jet de pierre 22-02-08 à 11:49

Petit up, ça déscent vite

Posté par
Aurelien_
re : Jet de pierre 22-02-08 à 11:54

Bonjour,

1) OK
2) La somme Epp+Ec représente l'énergie méncanique du système Em.
Em varie seulement si le système échange de l'énergie avec l'extérieur. Est-ce le cas ?
3) tu pouvais aussi te servir de 2) et dire que Epp+Ec est constant, ce qui revient au même
4) l'altitude maximale correspond au z le plus haut atteint par la pierre. Quand tu jettes une pierre, elle monte mais elle ralentit jusqu'à redescendre. Quelle est la vitesse au point le plus haut, juste avant qu'elle ne redescende ?
5) OK sur la formule (je n'ai pas vérifié le calcul)

Posté par
florian01
re : Jet de pierre 22-02-08 à 11:59

2)

Citation :

Em varie seulement si le système échange de l'énergie avec l'extérieur. Est-ce le cas ?

je ne pense pas

4)
Citation :
Quand tu jettes une pierre, elle monte mais elle ralentit jusqu'à redescendre. Quelle est la vitesse au point le plus haut, juste avant qu'elle ne redescende ?


oui je sais ça mais comment pourrais-je la déterminer cette vitesse ? Je ne trouve aucun calcul permettant de la trouver

Posté par
J-P
re : Jet de pierre 22-02-08 à 12:18

Je suppose que zo = 1,5 m est pas ce que tu as écrit.

1)
Eppo = mg.zo = 0,2 * 9,8 * 1,5 = 2,94 J
---
2)
Si on néglige les frottements de la pierre dans l'air ...
---
3)
Energie mécanique = 2,94 + (1/2).m.vo² = 2,94 + (1/2)*0,2*5² = 5,44 J

A v1 = 2,5 m/s, l'énergie cinétique = (1/2)*m.v1² = (1/2)*0,2*2,5² = 0,625 J

Comme il y a conservation de l'énergie mécanique su système (en l'absence de frottement) :

5,44 = 0,625 + mg.z1
z1 = 2,46 m
---
4)
Zm est atteinte lorsque v = 0 -->
5,44 = mg.zm
zm = 2,78 m
---
5)
5,44 = (1/2).m.v2²
v2 = 7,38 m/s
-----
Sauf distraction.  

Posté par
florian01
re : Jet de pierre 22-02-08 à 12:34

Merci J-P
J'ai fais une grosse erreur pour la 3)

A bientot



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