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1ere spécialité théorème de l’énergie cinétique ( chute libre )
Bonjour, j'aurais bien besoin d'un petit coup de pouce pour répondre à une question ( niveau première spécialité )..
Nous avons réalisé un TP en physique il y a peu avec comme problématique : Felix Baumgartner est il en chute libre durant l'intégralité de son saut ?
Je dois répondre à cette question : « Détermine si Felix Baumgartner était en chute libre durant les 15 premières secondes de sa chute, puis durant les 30 secondes suivantes. Propose une explication. »
Voici mes données :
Durée chute(s) - Altitude (m) - Vitesse atteinte (km/h )
0s - 38 969m - 0km/h
15s - 37 859m - 526km/h
45s - 29 261m - 1315km/h
L'énergie cinétique :
E_c = 1/2m*v^2
Le travail d'une force/poids :
ΣW(F) = m*g*h
Le théorème de l'énergie cinétique :
ΔE_c = ΣW(F)
Mais j'ai aussi que : v^2 = 2*g*h
Je dois répondre à la question en utilisant le théorème de l'énergie cinétique. Je n'ai pas la valeur de m et je dois donc la simplifier ici sauf que je ne sais absolument pas comment procéder:
((1/2)*m*v^2) - ((1/2)*m*v^2) = m*g*h
Personnellement, je me dis que je peux simplifier comme ceci :
Je dois aussi répondre à la question avec un calcul de l'écart relatif. Je suis donc bloquée ici, car je ne comprends pas bien comment faire.. je vous remercie d'avance pour votre aide!
Bonjour,
Tu as raison, le théorème de l'énergie cinétique indique 0,5 x m x (vB2-vA2) = m g h
Donc, tu peux effectuer le calcul de la partie gauche et le calcul de la partie droite de l'égalité et vérifier si ces deux résultats sont égaux ou non.
S'ils le sont, tu peux en déduire que... et s'ils le sont pas...
Malheureusement on ne m'indique pas la valeur de m sur le sujet et on m'a aussi dit que ici ce n'était pas nécessaire car m peut se simplifier ( problème je ne vois absolument pas comment faire ici, peut être ceci : (1/2)*( v_b^2 - v_a^2 )= g*h )
Sinon je peux peut-être chercher la valeur de m sur internet, cependant c'est noté et je pense que ça serait mieux de faire à la méthode du professeur..
Et je suppose que si les résultats ne sont pas égaux alors il n'est pas en chute libre
Effectivement, ta simplification est correcte et ton raisonnement final aussi.
Concernant la simplification
si a x b = a x c alors on peut dire que b = c
(Avec a non nul qui représente la masse ici)
Super!
Je calcule donc v_a^2 et v_b^2 avec les données qui me sont fournies :
v_a^2 = 0m/s
v_b^2 = ( 526/3,6 )^2 = 21 348m/s
Je ne sais pas si mon calcul est correct ou si celui ci est plus précis que le précédent ( avec h = 38 969 - 37 859 = 1110m et g = 9,81 ) :
v_b^2 = 2*9,81*1110 = 21 778m/s
Oui, c'est bien.
Peut-être que pour plus de clarté tu peux dire:
D'une part, je calcule 0,5 x (vb2-va2)
D'autre part, je calcule g x h
Je conclus, si les résultats sont égaux (ou environ égaux) alors... sinon...
Ok, voici donc ce que j'ai :
D'une part, je calcule 0,5 ( v_b^2 - v_a^2 ) avec v_a^2 = 0m/s et v_b^2 = 21 778m/s :
0,5 ( 21 348 - 0 ) = 10 889
D'autre part, je calcule g*h avec g = 9,81 et h = 1110m :
9,81 * 1110 = 10 889,1
Les résultats sont égaux, ainsi j'en conclus que Felix B. est en chute libre durant les 15 premières secondes de de sa chute.
De la meme façon, je cherche à savoir si celui ci est également ne chute libre durant les 30 secondes suivantes.
Premièrement, je calcule 0,5 ( v_c^2 - v_b^2 ) avec v_c^2 = 133 428m/s et v_b^2 = 21 778m/s :
0,5 ( 133 428 - 21 778 ) = 55 825
Ensuite, je calcule g*h avec g = 9,81 et h = 8598m :
9,81*8598 = 479 983 350
Les résultats n'étant pas égaux, j'en conclus que Felix B. n'est pas en chute libre durant les 30 secondes suivantes.. J'en déduis qu'il subit des forces comme la résistance de l'air.
Bonjour,
Attention ...
Tu écris par exemple :
"Premièrement, je calcule 0,5 ( v_c^2 - v_b^2 ) avec v_c^2 = 133 428m/s et v_b^2 = 21 778m/s
0,5 ( 133 428 - 21 778 ) = 55 825"
3 remarques :
a ) 526 km/h => 526/3,6 = 146 m/s (arrondi)
b) 1315km/h => 1315/3,6 = 365 m/s arrondi
c) 0,5 ( v_c^2 - v_b^2 ) = 0,5 * (365²-146²) = 55955 m²/s²
soit environ 5,60.10^4 m²/s²
L'unité du carré d'une vitesse est le m²/s² et pas le m/s
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