Bonjour,
dans le cadre de mon TPE, j'aurais besoin de savoir calculer la vitesse horizontal et la vitesse verticale. Puisque c'est hors programme, il me faut votre aide!
Situation:
Un sujet effectue un saut, en essayant d'aller le plus loin possible
(ce saut est filmé et chronometré précisément)
A partir de ca, on peut surement en tirer la hauteur qu'il atteint et le temps qu'il met pour accomplir le saut.
Si ces données ne sont pas suffisante, est il utile de faire la meme manoeuvre mais avec un saut vertical (qui nous permettrais, je crois, de calculer la vitesse verticale plus facilement)
Pouvez vous me dire quelles données sont nécessaires pour calculer la vitesse verticale et horizontale, et comment?
Merci
C'est assez simple à faire quand on est en terminale, plus compliqué à expliquer à un 1ère ...
Tu as vu les lois de Newton, il faut donc commencer par ça.
On prend ton sujet comme système d'étude, placé dans le référentiel terrestre considéré galiléen.
On a applique la loi de la dynamique :
m.a* = F*
a* c'est l'accélération, c'est ce qu'on cherche, ça va nous permettre de trouver la vitesse
F* ce sont les forces qui s'exercent sur le sujet. On ne va considérer que le poids. On a donc :
m.az = - m.g en projection sur l'axe vertical z
m.ax = 0 en projection sur l'axe horizontal x
Ensuite il va falloir intégrer ... c'est là que ça va peut-être se compliquer pour toi vu que tu ne sais pas ce qu'est une intégrale ...
Quel est le type de saut que fait ton sujet ? C'est un saut en hauteur vers l'avant ?
Si j'ai compris, on aurait 2equations:
Pour l'axe vertical:
m.az = F*
Pour l'axe horizontal:
m.az = F*
Par contre, je vois moins bien pourquoi:
m.az = - m.g
et m.ax = 0
est ce une règle.?
Le sujet fait en fait un saut en Longueur.
Mais si vous m'expliquez comment faire déja juste pour calculer la vitesse verticale avec un saut "sur place", ca m'aiderais déja beaucoup!
Après avoir continué mes recherche sur internet, j'ai trouvé cette formule qui pourrait etre interessante.
Avec
L= amplitude du saut
Vo= Vitesse initial
alpha= Valeur de l'ange
L = Vo * cos(alpha) * t
soit
Vo = L * 1/cos(alpha) * 1/t
suis-je complètement sur une mauvaise piste?
Aie
Pour répondre à ton 2e post, je suis contre toute formule piochée sur le net sans qu'on puisse comprendre d'où elle vient =)
Reprenons où nous en étions. Comme tu l'as à peu près bien compris, on a deux équations :
Pour l'axe vertical:
m.az = Fz
Pour l'axe horizontal:
m.ax = Fx
Or sur l'axe vertical, qu'a-t-on comme force ? Le poids qui vaut : F = - m.g en projection sur cet axe vertical ascendant
Et sur l'axe horizontal, on a aucune force donc m.ax = 0
Maintenant il faut intégrer ... Tu risques de ne rien comprendre à cette ligne de calcul, mais je te donne le résultat :
(au fait on avait m.az = -m.g donc on va garder az = -g)
Vz = -g.t + Voz
Vx = Vox
Avec, dans les personnages principaux : t le temps, Voz la vitesse initiale verticale et Vox la vitesse initiale horizontale.
Par exemple si on fait un saut vertical, on a Vox = 0
Alors d'où vient ta formule magique trouvée sur le net ?
Il faut encore intégrer un coup :
z(t) = -1/2 g.t² + Voz.t
x(t)=Vox.t
Or si on fait un dessin et un peu de trigo, on se rend compte que Vox = Vo.cos où est "l'angle de tir" (par exemple pour un saut vertical, il faut 90°).
On a donc L = Vo * cos(alpha) * t
Bien que je ne vois pas exactement d'ou viens Vz, Vx et Vox Voz, je comprend à peu près comment elle a été formé.
Avec ces deux formules, cela voudrait dire (si j'ai bien compris )
que la vitesse initiale est pareille que la vitesse horizontale, puisque aucune force ne la ralentie.
que la vitesse verticale varie en fonction du temps, de l'intensité de la pesanteur, et biensur de la vitesse initiale.
Puisque g= 9,81 N/ kg , cela signifie que plus le sujet sera léger, plus sa vitesse verticale sera élevé
Je suis désolée si je me suis encore trompée
Pour ce qui est la formule que j'ai trouvé, elle est donc applicable dans ce cas ci, non?
Pensez vous que la 1ere est plus approprié que la 2e vu mon niveau d'étude?
On reprend :
- "que la vitesse initiale est pareille que la vitesse horizontale, puisque aucune force ne la ralentie."
pour être juste, c'est la vitesse initiale selon l'horizontale qui est conservée puisque aucune force ne s'exerce horizontalement.
- "Puisque g= 9,81 N/ kg , cela signifie que plus le sujet sera léger, plus sa vitesse verticale sera élevé"
non !! g est une constante et ne dépend pas du sujet !!
Pour ce qui est de la formule que tu as, tu ne pourras pas la retrouver vu ton niveau. Pour l'instant tu peux juste traiter le cas de saut vertical
De rien !
Un dernier truc. Ca m'embête d'appeler L l'amplitude du saut. Peut-être que ce qui t'intéresse c'est de connaitre la distance à laquelle on saute en avant quand on connait l'angle et la vitesse Vo.
Si on tire depuis le sol avec un angle alpha à une vitesse Vo, le projectile atterit à une distance L = Vo² sin(2) /g
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