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Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 14:43

d)

Marc fait une étude mécanique . Exercice

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 17:51

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 18:04

Il n'y a plus que la b)deuxième partie et la d) qui me posent problème ..

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 18:08

d)Comment savoir pour quelle position la vitesse est nulle? Celle au dessus de l'horizontale?

On s'en fout, cela n'a aucune importance.

Comme le mouvement de "balancoire" et puis la chute qui suit sont considérés comme sans frottement, on peut ne considérer que le point de départ du saut et le point d'arrivée au sol.
Tout se qui se passe entre les 2 est sans influence sur la norme de la vitesse à l'arrivée au sol.
-----

L'énergie cinétique de Marc au départ du saut est (1/2).m.(2Vi)² puisque l'énoncé précise que la vitesse est double de vi qui a été calculée avant.

L'énergie cinétique de Marc juste avant l'arrivée à terre est (1/2).m.v² avec v la vitesse d'arrivée au sol.

Et le travail du poids de Marc entre ces 2 points est m.g.zo (le fait qu'il est d'abord descendu, puis remonté, puis redescendu encore ne change rien. La différence d'altitude entre l'endroit de départ de l'élan et le sol est zo.

Remarque : Marc pourrait lacher la corde à n'importe quel moment, le module de sa vitesse en arrivant au sol serait le même, par contre, s'il lachait la corde autrement que cela a été décrit, alors il n'arriverait pas au sol verticalement... Mais il y arriverait à la même vitesse (en norme).

Sauf distraction.    

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 18:36

Soit tu calcules comme je l'ai écrit :

Energie cinétique à l'arrivée au sol = Energie cinétique au moment de l'élan + travail du poids entre de moment du saut et l'arrivée au sol.

... en remarquant que le travail du poids entre de moment du saut et l'arrivée au sol est égal à mg.zo et c'est fini.
  
Soit tu fais les calculs pour déterminer l'altitude max H atteinte par Marc (qui est > zo) et tu calcules ensuite v, la vitesse d'arrivée au sol par :
(1/2).m.v² = mg.H
  
Mais le résultat trouvé (valeur de v) sera la même puisque le mouvement de balancier de Marc quand il se balance à la liane et la chute verticale qui suit sont considérées sans frottement, donc sans perte d'énergie.
  
Sauf distraction.  

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 20:00

d)

J'ai bien compris ton message de 18:08, je t'en remercie

Voici mon calcul mais je n'arrive pas à la même vitesse que toi :
1/2mv²=1/2m(2vi)²+mgz0
1/2mv²=m(1/2+4vi²+gz0)
1/2v²=1/2+4vi²+gz0
v²=8vi²+gz0
v²=8*(7,67)²+9,80*15,0
617
v=617
v25m/s

qu'est ce qui cloche?

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 20:09

Ce qui cloche est une erreur à la 2ème ligne du calcul.

1/2mv²=1/2m(2vi)²+mgz0
1/2 v²=1/2 (2vi)²+ gz0
1/2 v²=1/2 (4vi²)+ gz0
1/2 v²= 2vi²+ gz0
v²= 4vi²+ 2g.z0
v²= 4*(7,67)²+ 2*9,80*15,0 = 529
v = racinecarrée(529) = 23 m/s


Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 09-01-10 à 20:44

erreur bête pourtant je ne la voyais pas

d)Ok c'est compris et recompris

Par contre
b)Déterminer la vitesse minimale à donner pour que le pendule fasse un tour complet.
Peux tu m'expliquer la méthode à suivre pour trouver vmini mais sans autres théorème que celui de l'énergie cinétique?
Il faut que la différence de hauteur soit de 0 non?

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 10-01-10 à 11:51

Peux tu m'expliquer la méthode à suivre pour trouver vmini mais sans autres théorème que celui de l'énergie cinétique?
  
Non, je ne peux pas.
  
Si la corde était remplacée par une tige rigide, ce serait possible... et même facile.
Mais avec une corde, c'est raté, pour les raisons que j'ai mentionnées avant

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 10-01-10 à 12:39

J-P, d'après le prof qui m'a donné cet exo, il est possible de déterminer la vitesse minimale à donner pour que le pendule fasse un tour complet avec le théorème de l'énergie cinétique...
Je dirais:
Avec A la position initiale et B la position finale (tour complet) on a:

Ec(B)-Ec(A)=WAB(vectP)
1/2mv²-1/2mvmin²=mg*0 (car la différence entre les deux altitudes est de 0 puisqu'il revient au point de départ) et avec vmin l'inconnue.
1/2mv²=1/2mvmin²
v²=vmin²
hum ça donne pas grand chose

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 10-01-10 à 16:13

De plus dans tous les autres exos on a utilisé g en tant qu'intensité de la pesanteur mais g était en m.s-2 et non en N/Kg ! Ca change quelquechose ? Catastrophe

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 10-01-10 à 17:51

N/Kg = m.s-2, pas de poblème
Mais celui de 12:39 reste d'actualité

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 11-01-10 à 11:06

J-P, d'après le prof qui m'a donné cet exo, il est possible de déterminer la vitesse minimale à donner pour que le pendule fasse un tour complet avec le théorème de l'énergie cinétique...
  
Et bien non.
  
Ce n'est possible que si la corde était une tige rigide.

Il est bien possible que ton prof n'y a même pas songé...
A-t-il une formation de Physicien ou comme souvent est-ce un chimiste qui se voit contraint de faire de la Physique ?
  
Si la corde était une tige rigide alors il suffirait que :

(1/2).m.vi² >= mg(2L)

Donc vi² >= 4gL  

vi >= 2.racine(gL).

Donc la vitesse pour faire tout le tour serait alors comprise dans ]2.racine(gL). ; +oo[.

Mais si la barre n'est pas rigide (donc que c'est une corde), si on lance la bille à la vitesse calculée ici, on aura le phénomène expliqué dans mon message du  08-01-10 à 17:11.

Pour que la bille fasse le tour, avec une ficelle, la vitesse doit être plus grande et la seule connaissance du théorème de l'énergie cinétique ne permet de déterminer la vitesse min qui convient.



Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 11-01-10 à 11:24

De plus dans tous les autres exos on a utilisé g en tant qu'intensité de la pesanteur mais g était en m.s-2 et non en N/Kg ! Ca change quelquechose ? Catastrophe

Pas de panique, le N/kg et le m.s^-2 sont équivalents.

Mais, on fait parfois (presque toujours) la distinction entre l'accélération en chute libre sans frottement que subit un corps proche de la surface terrestre et que l'on note g = 9,81 m.s^-2 ... et l'intensité de la pesanteur en un point proche de la surface terrestre et que l'on note g = 9,81 N/kg

Exemple pour comprendre la subtilité entre les 2.

Un objet posé sur une table est soumis à une l'intensité de la pesanteur de 9,81 N/kg et pourtant, il ne subit aucune accélération dans un référentiel terrestre puisqu'il est fixe sur la Table qui est fixe sur Terre.
Mais, si on lache cet objet (table enlevée), il va tomber verticalement en subissant cette fois une accélération valant 9,81 m.s^-2 (tette accélération de 9,81 m.s^-2 étant due à la force exercée sur l'objet par le champ de pesanteur de 9,81 N/kg)

Ce n'est pas une erreur d'exprimer l'intensité de la pesanteur en m.s^-2 mais cela est plus loin de ce qu'on devrait "ressentir" avec cette notion que le N/kg
Par contre, il est plus que conseillé d'employer le m.s^-2 et pas le N/kg lorsqu'on parle bien d'une accélération.

Intensité de la pesanteur = 9,81 N/kg signifie que le poids d'une masse de 1 kg placée dans ce champ de pesanteur est de 9,81 N.
Même si l'Intensité de la pesanteur à les mêmes dimensions (ne pas confondre avec unités) d'une accélération, ce n'est pas une accélération au sens littéral du terme.




Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 12-01-10 à 17:50

Rebonjour J-P
Merci pour ton explication sur l'unité de g, donc pas de "catastrophe"

Pour en revenir à la deuxième partie du b), oui mon prof a une formation de physicien (à mon avis, très bonne)...
Lorsque tu dis

Citation :
Si la corde était une tige rigide alors il suffirait que :

(1/2).m.vi² >= mg(2L)

Donc vi² >= 4gL

vi >= 2.racine(gL).


Tu utilises la force centrifuge non? Je ne connais pas cette notion..
Donc d'après toi, on ne peut pas répondre à cette question, même si on suppose qu'il s'agit d'une tige rigide, en ne connaissant que le théo de l'énergie cinétique.
As tu sondé d'autres correcteurs du forum?

Quoiqu'il en soit, je mettrai la correction ici on fois que je l'aurai.

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 13-01-10 à 10:15

Tu déformes mes propos.

J'ai dit qu'on pouvait résoudre le problème par le théorème de l'énergie cinétique seul si la tige était rigide.

... Mais comme l'énoncé précise que c'est une corde (et donc pas un tige rigide), on ne peut pas.

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 13-01-10 à 10:31

Je me suis probablement mal exprimée.
Ne peut on vraiment pas appliquer le théorème de l'énergie (sans efforts ou force centrifuge) cinétique si c'est une ficelle et non une tige rigide en disant qu'il faut qu'elle aille un tout petit peu plus que jusqu'au point le plus haut (verticale) ?
Je commence à être redondante..

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 13-01-10 à 10:41

Ne peut on vraiment pas appliquer le théorème de l'énergie (sans efforts ou force centrifuge) cinétique si c'est une ficelle et non une tige rigide en disant qu'il faut qu'elle aille un tout petit peu plus que jusqu'au point le plus haut (verticale) ?
  
Non.
  
Comme je l'ai dit plusieurs fois déjà, si on fait cela, la bille, au point haut à vitesse nulle ou quasi nulle, ne va pas continuer de tourner mais bien tomber verticalement.
  
N'est-ce pas évident ?

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 13-01-10 à 11:45

Non...

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 13-01-10 à 12:54

Ab bon, si tu t'accroches au lustre du plafond (point haut et vitesse nulle) et que tu laches le lustre ...
dans quelle direction vas-tu tomber ?

Comme ceci :

Marc fait une étude mécanique . Exercice

ou comme cela :

Marc fait une étude mécanique . Exercice

Toujours pas évident ?
  



Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 14-01-10 à 21:20

Deuxième proposition...

Peux tu me montrer comment on résout le problème si on considère qu'il s'agit d'une tige rigide et seulement le théorème de l'EC si tu as encore la patient et si c'est possible?

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 15-01-10 à 09:53

A moins que tu l'aies déjà écrit mais il me semble que tu avais utilisé les notions d"efforts et de force centrifuge..
Sinon indique moi juste l'heure du message

merci

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 15-01-10 à 09:57

Peux tu me montrer comment on résout le problème si on considère qu'il s'agit d'une tige rigide et seulement le théorème de l'EC si tu as encore la patient et si c'est possible?

Je l'ai déjà fait plusieur fois :

Si la corde était une tige rigide alors il suffirait que :

(1/2).m.vi² >= mg(2L)

Donc vi² >= 4gL

vi >= 2.racine(gL)


Ceci n'utilise que le théorème de l'énergie cinétique.
------
Je réréréexplique :

Energie cinétique au point haut = Energie cinétique au point bas + travail du poids entre le point haut et le point bas.

Ei pour faire le tour (avec une tige rigide), il faut donc :

Energie cinétique au point bas + travail du poids entre le point bas et le point haut) >= 0

(1/2).m.vi² + mg(altitute du point bas - altitude du point haut) >= 0

(1/2).m.vi² + mg(0 - 2L) >= 0
(1/2).m.vi² >=  2mgL
vi² >= 4gL

vi >= 2V(gL)

Donc la vitesse min pour faire le tour avec une tige rigide (de masse négligeable) est un poil supérieure à 2V(gL)

Si la vitesse vi était pile égale à 2V(gL), la masse s'arrêterait et resterait au point haut (en équilibre instable).

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 15-01-10 à 10:26

Donc ici vi est la vitesse que l'on cherche.
Je comprends tout sauf que dans une explication précédente tu avais trouvé "Vo >= racinecarrée(5mg)"
Sinon c'est très clair.
Tu fais preuve d'une extrême patience

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 15-01-10 à 21:46

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 16-01-10 à 18:15

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 17-01-10 à 11:30

Que penses tu de cette contradiction entre les deux résultats?

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 17-01-10 à 16:21

J-P?

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 17-01-10 à 16:24

Romane

Tu dois faire un minimum d'effort pour lire ce qui a été répété presque 10 fois.

Si la corde du pendule est remplacée par une tige rigide sans masse, alors vi =  2.V(gL).

Si on a bien une corde alors vi = V(5gL)

Il n'y a aucune contradiction là dedans.

Les 2 valeurs de vi sont différentes parce que les conditions de l'expérience sont différentes.
(corde ou tige rigide).

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 17-01-10 à 16:38

Pour trouver vi = V(5gL) tu n'as donc pas utilisé que le théorème de l'énergie cinétique. Ok

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 20-01-10 à 13:59

Bonjour J-P

Citation :
altitute du point bas - altitude du point haut = 0 - 2L

A ton le droit de supposer qu'à la position initiale l'altitude est 0?

Posté par
J-P
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 20-01-10 à 15:15

A ton le droit de supposer qu'à la position initiale l'altitude est 0?

Oui, c'est d'ailleurs sans aucune importante.

Supposons qu'à la position initiale on soit à une altitude de 1000 m ...
Et bien au point haut, on serait à l'attitude 1000 + 2L

Et on aurait pareillement:

altitude du point bas - altitude du point haut = 1000 - (1000 + 2L) = - 2L
----
Ce qui est important est la différence d'altitude entre les 2 points et celle-ci ne dépend pas de l'altitude du point bas.

Posté par
-Romane-
re : Marc fait une étude mécanique . Exercice 20-01-10 à 15:16

D'accord

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