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le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et descartes

Posté par
ashantii
07-12-08 à 14:40

Bonjour,

J'ai un devoir maison de physique à rendre pour mardi et j'ai dû mal à le faire pourriez vous m'aider s'il vous plait ?! ...

voici l'énoncé :

Soit deux milieux (1) une plage de sable et (2) la mer émeraude, séparés par un " dioptre cinématique ", la zone de fine marée autour de y=0.
Un maître-nageur surveille l'étendue liquide. Soudain, il aperçoit une jeune femme en perdition. N'écoutant que son courage, il court vers elle.
Quelle est donc la trajectoire sur le sable et dans l'eau qui lui permettra d'atteindre son but en un temps minimal, compte tenu de la différence de vitesse des milieux ? pour répondre à cette question, on trace les variations du temps de parcours total tpour différentes trajectoires.
Ces trajectoires diffèrent les unes des autres par le point de contact I du sauveteur avec l'eau.

Les coordonnées( en mètres ) du maître nageur A sont : A(-50;50). Celles de la jeune femme : B(0;-50).

Les vitesses de déplacement du maître nageur pour parcourir une première distance dans le milieu (1) à la vitesse v1 ; de même, soit t2 le temps mis par le maître nageur pour parcourir la seconde distance dans le milieu (2) à la vitesse v2.
Soit I(x,0) le point de contact du sauveteur avec le bord de l'eau en y=0 [m].

1. Relier la vitesse v1 à la distance AI et au temps t1. De même, relier v2 à t2 à IB.

Réponse : Pour cet question j'ai trouvé AI= v1t1 et IB= v2t2...

2.En déduire l'expression du temps de parcours total de A à B = t=t1+t2.

3.a) Représenter le schéma ci-dessus avec une échelle suffisamment grande pour mesurer des distances précisément, avec une règle millimétrée.
  b) Pour x variant de -50 m à 0 par pas de 5 m, mesurer les distances Ai et IB. Calculer le temps total t = t1+t2. Dresser un tableau de résultats.

4. Représenter graphiquement la variation t=f(x). Prendre une échelle des ordonnées variant de t=35s à t= 45s, de façon à mieux déterminer la valeur du minimum xm par lequel passe la courbe. L'évaluer graphiquement. Soit Im le point de contact correspondant. En déduire la valeur du temps de parcours minimal tm.

5. Comparer la valeur trouvée de tm à la question précédente avec le temps que mettrait le maître nageur pour aller directement de A à B en ligne droite.
Pour répondre à cette question, faire une première évaluation graphique , puis effectuer le calcul rigoureux.
Indications: déterminer l'équation de la droite (AB), trouver son point d'intersection l' avec l'axe des abscisses, calculer les temps de parcours t1 et t2, puis t.

6. A partir de la valeur xm, calculer rigoureusement la valeur de sin i1, i1 étant l'angle que fait la trajectoire Aim avec la verticale ascendante. De même, calculer sin i2, i2 étant l'angle que fait ImB avec la verticale descendante. Comparer les valeurs sin i1/v1 et sin i2 / v2.

7. Conclure

Voila merci par avance
Ashanti

le maître nageur et la jeune femme (d\'après fermat et descartes

le maître nageur et la jeune femme (d\'après fermat et descartes

Posté par
Coll Moderateur
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 12:03

Bonjour,

Je suppose que l'on te donne les valeurs numériques des deux vitesses v1 et v2
(même s'il est possible de tout traiter littéralement).

Posté par
canelle11
De plus 08-12-08 à 12:25

oui elle a oublié les vitesses de déplacement du maître nageur sont: sur le sable, v1=6m/s, et dans l'eau v2:2m/s
Soit t1 le temps mis par le maître nageur pour parcourir une première distance dans le milieu 1 à la vitesse v1, de même soit t2 le temps mis par le maître nageur pour parcourir la seconde distance dans le milieu 2 à la vitesse v2.

Aidez moi aussi je n'ai rien compris à partir de la question 4 :s

Posté par
Coll Moderateur
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 13:48

Bonjour canelle11

Oui, c'est plus "parlant" avec des valeurs numériques...

le maître nageur et la jeune femme (d\'après fermat et desca

Es-tu d'accord avec ce tableau ?

Question 4 : il suffit de tracer la courbe donnant les valeurs de t (temps total) en fonction de x (position du point I) et de chercher pour quelle valeur de x le temps total est minimal.

Posté par
Coll Moderateur
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 13:58

Question 4 :

le maître nageur et la jeune femme (d\'après fermat et desca

Quelles sont tes évaluations de xm et de tm ?

Posté par
canelle11
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 15:37

Ah je crois que je me suis complètement bourré :s
pour la question 3) j'ai calculé la distance AI
en faisant
AI=V1xt1
donc 25=(environ) 6x1.6
Donc la distance AI=25m
Distance IB=V2xt2
25=2x12.5
Distance IB= 25
Donc le temps total:
t1+t2
=(25/6)+(25/2)
=16,6
donc t= 16,6 secondes
Est-ce-que c'est bon?
Par contre la suite, je suis complètement perdue :s

Posté par
canelle11
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 15:44

Xm= -10
quand Tm= 36.4?
:S

Posté par
canelle11
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 15:45

Ah nan quand Tm=36?17
c'est ça?

Posté par
Coll Moderateur
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 17:32

Ton message de 15 h 37 : je ne comprends pas du tout.

AI et IB sont tous les deux bien supérieurs à 25 mètres. Ils sont même chacun 50 mètres

D'autre part il faut calculer AI et IB en fonction de la position du point I et non pas l'inverse.
Théorème de Pythagore !

Oui, d'après le tableau et d'après la figure c'est pour x -10 (10 mètres à gauche du point O) que le temps de parcours semble minimal et valoir environ 36,17 secondes

Posté par
canelle11
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 08-12-08 à 17:47

Ah d'accord merci Coll!
Donc alors pour la question 5,
tm=36,17
En ligne droite 36,79
Donc je les représente graphiquement,
par contre je ne sais pas ce qu'est le calcul rigoureux
et je n'ai pas compris aussi
Indications: déterminer l'équation de la droite (AB), trouver son point d'intersection l' avec l'axe des abscisses, calculer les temps de parcours t1 et t2, puis t.?

Posté par
kawamel972
re 08-12-08 à 21:42

Excusez moi mais j'ai lu vos réponses à propos du maître nageur mais je n'ai absolument rien compris serait-il possible de me réexpliquer en détaillant svp
mercii par avance

Posté par
Coll Moderateur
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 09-12-08 à 08:01



En ligne droite, la réponse n'est pas t = 36,79 s

Il faut suivre les indications données (même s'il y a beaucoup plus simple... ) :
Quelle est l'équation de la droite AB ?
Coordonnées du point A : (-50 ; 50)
Coordonnées du point B : (0 ; -50)

Coordonnées du point d'intersection I entre la droite (AB) et l'axe des abscisses (qui représente la ligne de séparation du sable et de l'eau)

Distance AI, durée t1
Distance IB, durée t2
Durée totale...

Et tu devrais, sans mal, pouvoir vérifier ton résultat avec le tableau que j'ai posté à 13 h 48

Posté par
canelle11
re : le maître nageur et la jeune femme (d'après fermat et desca 10-12-08 à 18:27

Ca fait depuis un jour que je cherche et je ne troue pas.
Suis-je vraiment stupide? xD

Posté par
kawamel972
re 10-12-08 à 18:46

Serait-il possible de m'expliquer la question 1, 2 , et 3 car je n'ai pas très bien compris s'il vous plait sachant que vous êtes directement passez à la question 4
mercii beaucoup

Posté par
kawamel972
formation d'un arc en ciel ( d'après fermat et descartes) 11-12-08 à 16:57

Bonjour,

J'ai un devoir maison de physique à rendre pour mardi et j'ai dû mal à le faire pourriez vous m'aider s'il vous plait ?! ...

voici l'énoncé :

Soit deux milieux (1) une plage de sable et (2) la mer émeraude, séparés par un " dioptre cinématique ", la zone de fine marée autour de y=0.
Un maître-nageur surveille l'étendue liquide. Soudain, il aperçoit une jeune femme en perdition. N'écoutant que son courage, il court vers elle.
Quelle est donc la trajectoire sur le sable et dans l'eau qui lui permettra d'atteindre son but en un temps minimal, compte tenu de la différence de vitesse des milieux ? pour répondre à cette question, on trace les variations du temps de parcours total tpour différentes trajectoires.
Ces trajectoires diffèrent les unes des autres par le point de contact I du sauveteur avec l'eau.

Les coordonnées( en mètres ) du maître nageur A sont : A(-50;50). Celles de la jeune femme : B(0;-50). les vitesses de déplacement du maître nageur sont: sur le sable: v1 = 6m/s et dans l'eau v2 = 2m/s.

Les vitesses de déplacement du maître nageur pour parcourir une première distance dans le milieu (1) à la vitesse v1 ; de même, soit t2 le temps mis par le maître nageur pour parcourir la seconde distance dans le milieu (2) à la vitesse v2.
Soit I(x,0) le point de contact du sauveteur avec le bord de l'eau en y=0 [m].

1. Relier la vitesse v1 à la distance AI et au temps t1. De même, relier v2 à t2 à IB.

Réponse : Pour cet question j'ai trouvé AI= v1t1 et IB= v2t2...

2.En déduire l'expression du temps de parcours total de A à B = t=t1+t2.

3.a) Représenter le schéma ci-dessus avec une échelle suffisamment grande pour mesurer des distances précisément, avec une règle millimétrée.
  b) Pour x variant de -50 m à 0 par pas de 5 m, mesurer les distances Ai et IB. Calculer le temps total t = t1+t2. Dresser un tableau de résultats.

4. Représenter graphiquement la variation t=f(x). Prendre une échelle des ordonnées variant de t=35s à t= 45s, de façon à mieux déterminer la valeur du minimum xm par lequel passe la courbe. L'évaluer graphiquement. Soit Im le point de contact correspondant. En déduire la valeur du temps de parcours minimal tm.

5. Comparer la valeur trouvée de tm à la question précédente avec le temps que mettrait le maître nageur pour aller directement de A à B en ligne droite.
Pour répondre à cette question, faire une première évaluation graphique , puis effectuer le calcul rigoureux.
Indications: déterminer l'équation de la droite (AB), trouver son point d'intersection l' avec l'axe des abscisses, calculer les temps de parcours t1 et t2, puis t.

6. A partir de la valeur xm, calculer rigoureusement la valeur de sin i1, i1 étant l'angle que fait la trajectoire Aim avec la verticale ascendante. De même, calculer sin i2, i2 étant l'angle que fait ImB avec la verticale descendante. Comparer les valeurs sin i1/v1 et sin i2 / v2.

7. Conclure

Voila merci par avance

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