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Points matériels en mouvement rectiligne

Posté par
Ennydra
08-10-14 à 23:12

Bonjour, bonsoir,

Ce matin, j'ai eu une évaluation de physique, évidemment notée. J'aimerais savoir si les réponses que j'ai données sont justes...

Énoncé :
Deux points matériels P1 et P2 se déplacent sur une trajectoire rectiligne au long de l'axe x selon une loi horaire du type :
a(t) = At²+Bt+C

x étant exprimé en mètres et t en secondes. En unités du S.I. les paramètres A, B et C valent : A1=0, B1=20 et C1=105 pour P1 et A2=5, B2=0 et C2=0 pour P2.

1. Quelles dimensions physiques ont les quantités A, B et C ?
2. Quel est l'état des positions et des vitesses des deux points à l'instant t=0s ?
3. Pour quelle valeur de t les vitesses des deux points sont-elles égales ? Et quelle est la distance entre les deux points à cet instant ?
4. Pour quelle valeur du temps t (> 0) P2 "double" P1 ?

Voici les réponses données...

1.
[A] = L.T^(-2)
[B] = L.T^(-1)
[C] = L

2.
J'ai fait x(0) = 105 m pour P1.
x(0) = 0m pour P2.
Pour les vitesses on a v(t)=2At+B donc :
v(0)=20 m/s pour P1.
v(0)=0 m/s pour P2.

3.
J'ai répondu exactement "La valeur de t lorsque la vitesse des deux points est égale est t=2s. En effet, v(2)=A*0*2+20=20m/s pour P1 et v(2)=5*2²=20m/s pour P2".
Seulement, je n'ai pas justifié mon raisonnement, pensez-vous que je vais être pénalisée pour cette question ?
Le raisonnement étant on cherche v(tP1)=v(tP2) => 20=10t² => t=2... que j'ai simplement écrit sur ma feuille de brouillon...
Mais j'ai juste balancé la réponse.

Pour la deuxième partie de la question, j'ai fait :
x(2)=20*2+105=145m pour P1 et x(2)=5*2²=20m pour P2. Ainsi les deux points sont séparés de 125m.

4.
Alors je pense avoir totalement foiré...
J'ai écrit on cherche x(tP2) x(tP1)
Donc 5t² 20t + 105
20t+105 /5
t²/t 20+105 /5
t 20+105 /5

Donc quand t 20+105 / 5=25 secondes, P2 est en train de doubler P1.
Quand t > 25 s, P2 a doublé P1...

Non franchement je bloque sur la 4...
On avait que 20 minutes donc j'ai fait rapidos, mais pouvez-vous m'éclaircir ?

Merci !

Posté par
Coll Moderateur
re : Points matériels en mouvement rectiligne 09-10-14 à 07:53

Bonjour,

1) oui

2) oui

3) Il faut que B1 = 2.A2.t
soit
t = B1 / (2.A2)
Application numérique : t = 20 / (2 5) = 2 s

Oui pour la deuxième partie

4) Petit exercice fait des dizaines de fois au lycée en première...
Le signe d'un trinôme du second degré

Quand il possède deux racines, il est du signe de "a" à l'extérieur des racines

Les racines étant -3 s (exclue par l'énoncé) et 7 s
P2 dépasse P1 à partir de 7 secondes.

Posté par
Ennydra
re : Points matériels en mouvement rectiligne 10-10-14 à 09:50

Bonjour Coll et merci beaucoup pour ta réponse !

Pour la 2, j'ai fait une petite faute d'inattention dans mon raisonnement. Je ne voulais pas écrire ça : v(tP1)=v(tP2) => 20=10t² => t=2 mais plutôt ça : v(tP1)=v(tP2) => 20=10t => t=2. Je ne sais pas d'où j'ai pu sortir ce carré... La fatigue sûrement !

Pour la 4, que suis-je bête, j'aurais dû y penser...
Ça paraît tellement logique maintenant, quand on a un 5t² et un 20t+105 de l'autre côté, on obtient un trinôme de la forme 5t²-20t-105>>0 (en l'occurrence). Pourquoi suis-je allée chercher si loin pour obtenir un résultat totalement erroné du coup...
Mon prof va se poser des questions lorsqu'il va me corriger...

En tous cas merci beaucoup pour cette réponse détaillée qui m'aura bien aidée et éclaircie ! Je ne ferai plus ce genre d'erreurs !
Bonne journée à toi !

Posté par
Coll Moderateur
re : Points matériels en mouvement rectiligne 10-10-14 à 10:53

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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