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Niveau terminale
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Mouvements plans

Posté par
maus
16-04-10 à 21:50

Bonjours, je dois faire un exercice de physique mais je ne comprend pas trop ( car j'était absent lors de la leçon); voiçi l'enoncé :

Service de tennis
"Frappez la balle dvt vous de façon à donner à la balle une vitesse au-dessous de la direction horizontale".
Un tennisman frappe la balle à une hauteur h=2,40m. Le vectr vitesse de la balle est dirigé vrs le bas, fait un angle \alpha=10° ac l'horizontale et a une valeur V_0=30m/s

1)Etablir les équations paramétriques du mvt de la balle.
2)En déduire l'équation de la trajectoire.
3)La balle passera-t-elle au-dessus du filet de 0,91m situé à 11,81m du serveur?
4)Quelle sera la vitesse de la balle en touchant le sol?

Pouvez vous m'aider en m'expliquant le principe de l'exercice.

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:00

Salut,

Commence, comme on commence tout problème de mécanique qui se respecte, en faisant le bilan des forces exercés sur ta balle de tennis.

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:04

Mais c'est mon tout 1er exercice donc je ne sais pas trop comment faire

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:11

Je crois qu'il faut commencer par :
On sait que la balle est soumise à une unique force son poids \vec{P}= m.\vec{g} (cr chute libre)
Et d'après la 2éme loi de Newtton on a :
m.\vec{g}=m.\vec{a}
dc\vec{g}=\vec{a}
c'est bien partie ?

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:15

Bon dans ce cas, je vais faire le debut

Une seule force est appliqué sur la balle : son poids, dirigé verticalement et vers le bas, de norme mg.

Prenons un système d'axe, z vertical vers le haut, et x horizontale vers la droite.

On applique le théorème fondamental de la dynamique : somme des forces appliqué au solide est égale à sa masse fois l'accélération.
Ce théorème s'applique suivant chacun des 2 axes séparément, suivant x, aucune force n'est appliqué donc, on a pas d'équation, par contre suivant z, on a  :

La somme des force exterieur appliqué au solide est le poids, donc -mg = ma
soit a = -g

On a vu que suivant x, il n'y avait pas d'acceleration, et suivant z elle vaut -g

a_x = 0
a_z = - g

Ok pour le moment ?

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:21

Et je trouver ac cela les équat paramétrique du mvt:

V_x=V_0cos10
V_y=-gt-V_0cos10
c'est bon?

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:22

je voulais dire :
V_y=-gt-V_0sin10

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:25

Tu as un problème de signe, tu as pris y ascendant ?

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:28

Dc c'est :
V_y=-gt+V_0sin10
je crois que c'est là la faute, nn?

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:30

Tu part de

a_x = 0
a_y = -g

En integrant, ca te fait

v_x = v0_x
v_y = -gt + v0_y

soit

v_x = v0 cos
v_y = -gt + v0 sin

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:32

C'est bien ca !
Et bien je croit que tu est parti pour une autre intégration, courage ca sent la fin

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:34

Et pr l'eq de la trajectoire, je trouve :
\vec{OG} :
x=Vocos(a)t
y=-1/2*gt²+Vosin(a)t
z=0

d'où :
t= x/(Vocos(a))
et y= -gx²/(2Vo²cos²(a))+xtan(a)
c'est bon?

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:37

Pas tout à fait, tu oublis que quand tu integres une expression, tu as des constantes d'intégration qui apparaissent

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:37

Mais je n'arrive pas pr les 2 derniere question, tu peut m'aider stp

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:38

je trouve pas mn erreur dslé

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:45

Quand tu intègres des constantes d'integration apparaissent donc

v_x = v0 cos
v_y = -gt + v0 sin

devient aprés integration

x = v0 cos t + A
y = -1/2 gt² + v0 sin + B

aprés grace au condition initiales, tu trouve A = x0 = 0 et B = z0

Posté par
maus
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:50

Ah oui je vois c'est comme en primitive, dslé j'avais oublié de faire attention.
Tu pourrais m'expliquer comment procéder pr la 2 dernier question stp.

Posté par
TiT126
re : Mouvements plans 16-04-10 à 22:56

La question 2) te donne une relation entre y et x que tu avais presque trouver (l'équation que tu avais trouvé est bonne à l'erreur du z0 près).
Donc tu peut grâce a cette équation connaitre y en fonction de x.
Le filet est situé à x=11,81m du serveur ? Très bien, ton équation te permet de trouver y qui correspond à ce x, soit la hauteur de la balle quand elle passe le filet.
Il te suffiras ensuite de comparer cette valeur à la hauteur du filet pour savoir si la balle passe.



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