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lancer de poids
bonjour,
j'ai un exercice à faire en physique et je bloque à partir de la question B.2.
cette exercice est déjà paru sur ce forum il y a 2 ans; seulement il me manque des précisions. merci de m'aider dans la mesure du possible.
voici l'énoncer:
En 1990, l'américain Randy Barnes établit le record du monde de lancer du poids : la distance atteinte est d=23,12m. Le poids est constitué d'une sphère homogène métallique lisse de masse m=7,26kg.
L'aire de lancement est constituée d'un disque de diamètre D=2,14m et d'un butoir B, en forme d'arc de cercle.
La porté du jet est mesurée à partir du butoir B.
A l'issue de la phase d'élan, le poids est abandonnée en A, à la hauteur h=2m au dessus du sol horizontal, à la distance BO=0,35m en avant du butoir B.
Le bras qui lance fait un angle de 45° avec l'horizontale.Cet angle est celui de la direction du vecteur vitesse initiale Vo avec l'horizontale.
On prendre g=9,81 m.s-2
A. Choix d'un modèle
La résultante des forces de frottements dues à l'air est donnée par la relation:
R= 1/2 * Cx * S * V².
Dans cette relation, est la masse volumique de l'air,1,29kg.m-3, S est l'aire de la section équatoriale de la sphère, 1,13.10^-2m², Cx un coefficient caractéristique de la forme de l'objet et V la valeur de la vitesse.
1. Montrer que la grandeur Cx est sans dimension.
2. La valeur de Cx est 0,5
Montrer que l'on peut négliger la résistance de l'air vis-à-vis de la force de pesanteur agissant sur le "poids", sachant qu'au cours du mouvement la vitesse est de l'ordre de 10m.s-1.
B- Etude du mouvement
1. Les frottement sont négligeables
a. Etablir les équations horaires du mouvement du poids dans le référentiel terrestre dès l'instant où celui-ci est abandonné en A.
b. Donner l'équation de la trajectoire dans le repère donnée (expressions littérale et numérique) en fonction de Vo.
2. Quelle est la nature du mouvement projeté sur chaque axe ?
3. Vérifier que la vitesse initiale est voisine de 14m.s-1.
4. Déterminer la durée du trajet du poids entre A et M. En déduire la valeur de la vitesse au moment du contact avec le sol.
C- Aspect énergétique.
1. Déterminer l'énergie cinétique fournie au poids par l'athlète au moment du lancer.
2. L'origine de l'énergie potentielle étant fixées au niveau du sol horizontal, déterminer l'expression de l'énergie mécanique du poids au moment du lancer.
3. En déduire l'expression de la valeur de la vitesse au point de chute.
4. Le résultat est-il en accord avec le résultat précédent ?
merci à tous pour l'aide que vous pourrez m'apporter.
t'es sur que c'est B0=0.35m parce que je pense c'est BA.bon l'origine est le point A et a c'est l'acceleration
a/-en applicant au systeme la 2ime loi de Newton on p=ma d'où a=g
dans ton repere comme tu l'a deja oriente dans le sens du lancer on a(x)=0et a(y)=-g
par integration des parametre de a on v(x)=Vocos45° et V(y)=-gt+Vosin45° par integration parametrique de v on on obtient celle du vectuer position OM qui sont X(t)Votcos45°-0.35 et Y(t)=-(gt au carre)/2 + Votsin45 + 2=0
b/- en eliminant t dans X(t) dans les parametre X(t) et Y(t) on a Y=-gX2/(2Vocos45°-0.35)au carre +XVosin45°/(Vocos45°-0.35)+2 bein essaie d'approfondir les calculs ca te permettra de simplifier certains element ou d'avoir une expression plus simple en regardant cette equation on voit que c'est celle d'un arc de parabol donc la trajectoire denotre pid est une parabole
2/- d'apres les representatins parametrique on peut dire que sur
-l'axe X la tajectoire est une droite d'equation X(t)=Vocos45°-0.35
-l'axe Y la trajectoire est une parabole d'eqaution Y(t)=-gt(au carre)/2 + Vosin45°+ 2
c'est la raison pour laquelle la trajectoire sur notre repere n'est ni une parbole ni une doite mais la composante des 2 donc un arc de parabole
3-pour verifier la vitesse il suffit de verifier que pour X=d on a Y=0
Vo=14m/s
4/-c'est quoi le poid M je suppose que c'est le point d'impact au sol alors dans ce cas pour trouver la duree t pose X(t)=d=23.12 connaissant Vo tu tire t
pour trouver la valeur de la vitesse au sol remplace le t que tu vien de trouver dans l'equation Y(t) et tu tire Vo=V au sol
c-1 l'energi cinetique fournie au moment du lancer est donnee par l'expression EC=0.5mVo au carre
c-2 au moment du lancer on EMo=EC+Ep=0.5mVo au carre + 2gm
c-3 en abcence de force de frottement il ya conservation de l'energie mecanique donc EMf(finale)=EMo(initiale) tca donne V=
Vo au carre +4g
c-4 si ta bien suivi la methode et si je me suis pas trompe(je l'espere) tu trouvera la meme reponse qu'en B-4
tout le plaisir a ete pour moi ....coeurtis
Merci pour toutes ces precieuses donnés!
Cependant pourrait tu développer le résultat de la question B1b, ainsi que celle la question 3! S'il te plait! Merci d' avance.
"b. Donner l'équation de la trajectoire dans le repère donnée (expressions littérale et numérique) en fonction de Vo."
X=Votcos45°-0.35 t=X/(Vocos45-0.35) et Y=-(gt au carre)/2 + Votsin45 + 2 en remplacnt t par sa valeur precednte je pense que ca donne bien Y(t)=-gX2/(2Vocos45°-0.35)au carre +XVosin45°/(Vocos45°-0.35)+2 sinon suit la demarche et essai de refaire les calcul peut etre que je m'y serai tromper
cordialment
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