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Physique: énergie mécanique de système mécanique

Posté par
B3n
23-05-08 à 19:37

Bonjour à tous!
Je bloque totalement sur cet exo de physique! Si vous pouviez m'aider à commencer cet exo, ça serait top ^^!Voici l'énoncé:

La longueur au repos d'un ressort d'un fusil à fléchettes est l_0=10 cm. Par l'introduction d'une flèche, de masse m=50g, il se comprime et sa longueur devient l_1=4 cm.

a.Calculer la vitesse de la flèche lorsqu'elle quitte le fusil, sachant qu'il faut une force de 5N pour comprimer le ressort d'un cm.

b.Après un parcours de longueur 3 m, la vitesse de la flèche est encore de 5 m/s. On supposera que la trajectoire de a fléche est réctiligne et horizontale.
Calculer la variation d'énergie mécanique de la flèche.

c. En déduire la résistance de l'air assimilée à une force constante opposée au déplacement de la flèche.

Merci d'avance!
Ben

Posté par
B3n
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 23-05-08 à 20:55

Posté par
disdrometre
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 23-05-08 à 22:03

salut

a. Théorème de l'énergie cinétique..

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 24-05-08 à 08:38

salut:B3n et disdrometre
1) le ressort étant comprimé de 4cm exercera une force de 20N.
donc on en dédiut la constante de raideur du ressort : T=Kx ===> k=\frac{T}{x}=\frac{20N}{0,04m}=500N/m.
la flèche lorsqu'elle quitte le fusil avec une vitesse v.car toute l'energie potentielle de torsion sera transformé en energie cinétique .(l'energie potentille de peusenteur de la bille négligeable).
la tension du ressrt et le poids sont des foces consevatives.donc on applique la loi de coservation de l'Em entre le point point de compression maximale du ressort et le point correspondant à La longueur au repos d'un ressort (la sortie de la fusil)
  EC+Ept=E'c+E'p.
0+\frac{1}{2}m.v^2=\frac{1}{2}k.x^2+0
===> v=\frac{kx^2}{m}=\frac{500N.m^-^1(4.10^-^2m)^2}{5.10^-^3kg}=16m/s.

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 24-05-08 à 08:54

voir shéma

Physique: énergie mécanique de système mécanique

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 24-05-08 à 09:16

pardon la fusil est placée horizontalement comme ceci.

Physique: énergie mécanique de système mécanique

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 24-05-08 à 14:14

b.Après un parcours de longueur 3 m, la vitesse de la flèche est encore de 5 m/s.  la trajectoire de a fléche étant réctiligne et horizontale.
Calculons la variation d'énergie mécanique de la flèche
entre l'intant ou elle quitte la fusil et l'instant ou sa vitesse devient 5m/s.
E_m_i=E_c_i+E_p_i  
E_m_f=E_c_f+E_p_f  
or la réctiligne et horizontale===> z_i=z_f ===> E_p_i=E_p_f

donc:
E_m_i=E_c_i  
E_m_f=E_c_f  ====> Em=EC=(1/2).m.(v'2-v2)=0,5.(0,05).(52-162)=-5,775J
.

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 24-05-08 à 14:26

c. la résistance de l'air assimilée à une force constante opposée au déplacement de la flèche.
appliquons le théorème de l'Ec à l'ensemble {flèche}entre  l'intant ou elle quitte la fusil et l'instant ou sa vitesse devient 5m/s.
Ec=WP+WR  
la trajectoire de La fléche étant réctiligne et horizontale :
WP=0
  donc:  Ec=WR=-R.L
====> R=-Ec/L=-(-5,775)/3=1,925N2N.

Posté par
B3n
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 25-05-08 à 13:32

Bonjour et merci beaucoup pour vos réponses!
Disdromèdre dit qu'on peut résoudre la première question avec le théorème de l'énergie cinétique. Comment on aurait pu faire ça?!
Merci vbeaucoup!
Ben

Posté par
B3n
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 25-05-08 à 13:38

Et je ne comprends aps ça:

Citation :
l'energie potentielle de torsion sera transformé en energie cinétique .(l'energie potentille de peusenteur de la bille négligeable).
la tension du ressrt et le poids sont des foces consevatives.donc on applique la loi de coservation de l'Em entre le point point de compression maximale du ressort et le point correspondant à La longueur au repos d'un ressort (la sortie de la fusil)
  EC+Ept=E'c+E'p.



Comment sait-on que l'énergie de potentielle est négligeable?!
Puis nous on a appris que Em= Ec+Ep mais pourquoi tu écris
Citation :
EC+Ept=E'c+E'p.
? On sait pas si ya des frtts ou pas?!Ou ça n'a rien à voir?

Posté par
B3n
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 25-05-08 à 13:45

D'autres questions: :$

Je suis d'accord avec

Citation :
Em1=Eci+Epi et Em2=EcjEpj
et je suis aussi d'ac avec ta formule pour deltaEm

Mais le fait de dire que les altitutes soient égales, ça veut pas dire qu'on puisse enlever l'Ep dans la formule? Au final elle s'enlvège mais dans Emi on peut pas l'enlever?!

Dernière question et je te dérange plus!
Quand tu appliques le théo de l'énergie cinétique, ta somme dees forces c'est P, R. Ya aussi la tension du ressort et la force de rappel non? Pourquoi on le prd pas en compte?!

Merci d'avance pour toutes ces questions!
Ben

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 25-05-08 à 18:23

le mouvement de la fléchettes étant horizontal donc son energie potentiel de pesenteur est nul.
Ep=mg h=0   la différence d'altitude entre le  point de départ et le point d'arrivée est égale à zéro.

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 25-05-08 à 18:44

pour ta 2ème question nous avons  appliquer le THéorème de l'Ec entre l'intant ou la flechette  quitte la fusil et l'instant ou sa vitesse devient 5m/s.
donc dans ce chemin il n'y'a plus de ressort
(il est fixé ds la fusil )

Posté par
122155
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 25-05-08 à 23:23

salut :B3n
à savoir que nous n'avons appliqué la conservation de l'Ec que lors de de la décompressoion du ressot (à l'intérieur de la fusil) car à cet endroit les frottements sont négligeables.  mais à la sortie de la fusil on a pas dit qu'il y'a conservation de l'EM.car les frottements de l'air existent.

Posté par
B3n
re : Physique: énergie mécanique de système mécanique 27-05-08 à 18:57

Oki! Merci beaucoup pour toutes tes explications!!
Bonne soirée!
Ben



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