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Niveau terminale
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Objets en chute libre

Posté par
misfits
18-11-11 à 11:29

  Salut à tous,

  Donc voilà j'ai un gros problème avec l'exercice suivant, j'ai du mal à le résoudre votre aide sera la bienvenue .


Une pierre est lancée verticalement vers le haut, au voisinage de la surface de la Terre à l'instant t = 0 s. Si sa vitesse de chute en fonction du temps est donnée par :
v(t) = 10 t - 3,
où v est en mètres par seconde et t en secondes.
1. Calculez la vitesse de la pierre après 2 s.
2. Après un dixième de seconde.
3. Que vaut la vitesse initiale de la pierre?
4. A quel instant la vitesse de la pierre s'annule-t-elle?
Exprimez vos réponses dans les unités de l'énoncé. Arrondissez à l'unité.

J'ai répondu a la première question en remplaçant 2 par par t ce qui m'a donnée
1:  v(t)=17m/s
2: j'ai essayé d'appliquer la formule "deltaX= V²-Vo²/2a. le résultat me donne un nombre énorme! Sachant que je sais que "a"vaut 9.8 m/s-1
3: delta V/delta T ???? (faut-il l'appliqué ?)
4: je ne sais pas!

                      Je vous remercie d'avance pour vos réponses

Posté par
Coll Moderateur
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 11:40

Bonjour,

v(t) = 10.t - 3

1) Pour t = 2 s
v(2) = 102 - 3 = 17 m.s-1

2) Pour t = un dixième de seconde
Que proposes-tu ? (ce n'est pas différent de la première question)

Posté par
misfits
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 12:45

Merci d'avoir répondu aussi rapidement !

Donc pour la question n°2 je propose: v(t)=10(0.1)-3= -2 m/s-1
Cela est-il possible d'avoir un résultat négatif ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 12:53

C'est bon.

Mais tu dois écrire l'unité de vitesse soit m/s soit m.s-1 (et pas un mélange des deux).

Oui, le résultat est négatif. Le résultat que tu vas donner maintenant pour la troisième question devrait te faire comprendre ce que signifient ces valeurs négatives :

3) Que vaut la vitesse initiale de la pierre ?

Posté par
misfits
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 13:50

Merci du conseil

  Donc pour la question n°3 : 17+2/0.1-2 = 35 m.s-1
Sachant que ;j'ai appliqué la formule V/T
  

Posté par
Coll Moderateur
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 14:30



Que vaut t à l'instant où tu dois calculer la vitesse initiale ?

Posté par
misfits
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 15:22

Je ne comprend pas comment on peut trouver la vitesse initial étant donnée que dans l'énoncer aucune valeur n'y est précisé.Cependant :j'ai trouvé 17-2/2=16 m.s-1.
Je ne pense pas que cela soit juste on peut dans un autre cas remplacé t par 0 : v(0)=10(0)-3=-3

Posté par
Coll Moderateur
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 15:51

Oui, à l'instant initial t = 0 s

3) Valeur de la vitesse à l'instant initial :
v(0) = 10 0 - 3 = -3 m.s-1
_____________

Souhaites-tu faire de grands progrès en physique ? Arrête de croire que la physique est une question de "formules". Commence par réfléchir et comprendre la description des phénomènes étudiés.
_____________

Que signifie cette vitesse négative ?
Rappel : la vitesse est modélisée en physique par un vecteur : quatre caractéristiques :
. un point d'application (le centre de gravité de la pierre)
. une direction
. un sens
. une intensité (par exemple 3 m.s-1 à l'instant initial)

Peux-tu relire l'énoncé en cherchant à le comprendre et répondre à ces deux questions :
. quelle est la direction du mouvement de la pierre ?
. quel est le sens de déplacement de la pierre ?

Posté par
misfits
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 16:22

Voilà un de mes grands défauts, il faut l'avouer :
. quelle est la direction du mouvement de la pierre ?
   Sa direction est négative
. quel est le sens de déplacement de la pierre ?
   Son sens  est négative ( haut vers le bas)
  

Posté par
Coll Moderateur
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 16:35



Cela ne veut pas dire grand-chose.
_____________

v(t) = 10.t - 3

L'accélération est la dérivée de la vitesse. Donc l'accélération vaut 10 m.s-2

Physiquement : qu'est-ce que cette accélération ? C'est bien sûr l'accélération due à la pesanteur.
Dans cet exercice tu sembles ne pas la reconnaître. L'énoncé ne la prend pas égale à 9,8 m.s-2 mais à 10 m.s-2. C'est une approximation qui est souvent faite.

Cette accélération a une intensité POSITIVE.
Or l'accélération due à la pesanteur est toujours représentée par un vecteur de direction verticale et de sens du haut vers le bas.
Si l'intensité de l'accélération est positive, cela signifie que l'énoncé a choisi d'orienter l'axe des hauteurs vers le bas.

Et c'est pour cela que la pierre étant jetée à l'instant initial vers le haut, la vitesse initiale sera négative (projection de sens opposé à celui de l'axe).

Donc la vitesse initiale a :
. une direction verticale
. un sens de bas en haut
_____________

4) A quel instant la vitesse de la pierre s'annule-t-elle ? (niveau quatrième au collège)



Posté par
misfits
re : Objets en chute libre 18-11-11 à 16:51

La vitesse de la pierre s'annule a l'instant v=0 , lorsque la vitesse est nulle.

  Donc selon votre explication selon l'axe de direction donnée c'est à dire 0X la force gravitationnelle  mg=9.8 ( dirigée vers le bas) est positive .

Posté par
Coll Moderateur
re : Objets en chute libre 19-11-11 à 07:27



La vitesse est nulle lorsque v = 0 lorsque la vitesse est nulle ! ! Aucun doute !

On te demande à quel instant t la vitesse est-elle nulle ?



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