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chute libre d'une balle

Posté par
Meldu33
29-12-21 à 14:09

Bonjour,

Je vien vers vous car j'ai un souci de compréhension de la correction donnée en ligne de notre professeur sur un exercice que nous avions à faire et dont j'ai pas fait grand chose faute de compréhension.

On laisse tomber un bille d'une hauteur de 50 cm sans vitesse initiale
le relevé des positions de la bille est réalisé par une webcam dans le référentiel terrestre.
Un réglet de 50 cm permet d'obtenir un repère pour les mesures de hauteur.
on obtient le tableau suivant:

on obtient une modélisation de la vitesse verticale en utilisant le modele linéaire suivant

Vy(t) = a*t + b avec a= 10m.s-2 et b= 4.1*10-2m

3) Comment expliquer qu'a t=0s la vitesse n'est pas nulle?
     quelle correction faut'il apporter aux enregistrements?

A  t=0 s on avait déjà laché la balle qui avait déjà pris de la vitesse avec b = V0= 4.1*10-2m ( j'ai pas su savoir que c'était V0 ) donc si on lache la balle au t=0 on aura alors Vy(t) = a*t avec a=10m.s-2  (j'ai pas su faire et pourquoi b a diparu ? on aurai pu lui donner la valeur 0)

5) A l'aide de la modélisation , déterminer expérimentalement g  et la précision de cette mesure.
on donne : g= 9.8N.kg-1 , V0 : vitesse initiale et  Y0: position initiale
vitesse verticale : Vy(t) = gt +V0
position verticale : Y(t )= 1/2*(g*t)2+V0 t +Y0
Dans les outils on nous dit que lors d'une chutel ibre on a  Vy(t) = gt +V0  donc a=g=10 m.s-2 ( j'ai pas su que a = g )
erreur relative : (g-a)/g= 2% (on a pas vu l'erreur relative mais bon j'aurai sur trouver g-a = 10-9.8 = 0.2 soit 2%)

6) Déterminer le temps que la balle va mettre pour toucher le sol lorsqu'elle est lancée sans vitesse intiale d'une hauteur de 114 m.
on nous dit que position verticale : Y(t )=1/2 (g*t)2+V0 t +Y0 (j'ai su que V0 =0s et que Y0 = 114m)
Y-Yo = hauteur du lancer =114m
V0 =0 pas de vitesse initiale
donc Y-Yo = 1/2*(g*t)2 où t= t durée de la chute.
donc t= (Y - YO)*2/g
              =      (144*2)/10 = 22.8 s
  
(bon là je suis perdu)

j'aurai besoin de votre aide avec une correction de cet exercice en corrélation avec les formules données et éventuellement une démarche plus pédagogique (désolé pour le terme)

En vous remerciant.

chute libre d\'une balle

chute libre d\'une balle

Posté par
Meldu33
position verticale ; calcul du temps 30-12-21 à 00:19

Bonsoir,
j'ai besoin d'aide sur cette demarche qui est la correction.
je ne comprend pas du tout la  démarche.

après maintes recherche sur internet  j'ai trouvé
t =2h/g   mais ça me donne pas le résultat de la correction et de toute façon je peux pas la sortir de mon chapeau cette fameuse formule

Déterminer le temps que la balle va mettre pour toucher le sol lorsqu'elle est lancée sans vitesse intiale d'une hauteur de 114 m.
on nous dit que position verticale : Y(t )=1/2 g*t2+V0 t +Y0 (j'ai su que V0 =0s et que Y0 = 114m)
Y-Y0 = hauteur du lancer =114m
V0 =0 pas de vitesse initiale
donc Y-Yo = 1/2*(g*t)2 où t= t durée de la chute.
donc t= (Y - YO)*2/g
              =      (144*2)/10 = 22.8 s  

je suis vraiment perdu et j'ai horreur de ça pas comprendre !

merci pour votre aide

*** message déplacé ***

Posté par
Meldu33
re : position verticale ; calcul du temps 30-12-21 à 00:30


Alors je vais faire simple
t = d/v
t en seconde, d en mètre et v en mètre par seconde donc
t = 114/10 = 11,4 seconde.
mais c'est toujours pas le bon résultat.


*** message déplacé ***

Posté par
quarkplus
re : position verticale ; calcul du temps 30-12-21 à 07:45

Salut ,

Il me semble que vous avez un  " 2 "  en indice supérieur indiquant un carré   qui est devenu  un  ( mauvais ) facteur 2  ...

*** message déplacé ***

Posté par
Meldu33
re : position verticale ; calcul du temps 30-12-21 à 09:56

quarkplus @ 30-12-2021 à 07:45

Salut ,

Il me semble que vous avez un  " 2 "  en indice supérieur indiquant un carré   qui est devenu  un  ( mauvais ) facteur 2  ...


Bonjour,
je sais, ce n'est pas ma correction mais celle qui a été donnée par le prof et j'ai du mal à comprendre.

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmaster
re : chute libre d'une balle 30-12-21 à 10:00

Bonjour,

Tu nous donnes que des bribes de l'énoncé, le risque est de ne pas répondre de la façon la plus adéquate :

---------------------------------------------

3. Plus simplement, l'énoncé dit : "On laisse tomber un bille d'une hauteur de 50 cm sans vitesse initiale".

Or l'enregistrement donnerait une vitesse initiale :

Vy(t = 0) = V0 = a*0 + b = b = 4,1.10-2 m/s (attention à l'unité d'une vitesse !)

A mon avis, c'est que l'enregistrement a démarré peu de temps après le lâcher de la balle : dans ces conditions, l'enregistrement avait débuté alors que la chute libre de la balle avait déjà commencé.

La correction à apporter serait de faire commencer l'enregistrement exactement au même instant que le lâcher de la balle (à l'aide d'un détecteur de mouvement par exemple).

---------------------------------------------

5. Je suppose que les expressions sont fournies par l'énoncé ?

Tu as vu que la modélisation de l'enregistrement de la vitesse verticale est :

Vy(t) = a.t + b

Or, si on applique la deuxième loi de Newton (fiche de cours qu'il faudrait que tu prennes le temps d'étudier attentivement) [lien], on peut démontrer que cette vitesse s'exprime de la façon suivante :

Vy(t) = g.t +V0

Donc par analogie mathématique entre les deux expressions (j'ai mis des couleurs pour t'aider), tu obtiens :

a = g et b = V0

Concernant l'erreur relative, tu n'as pas d'autre choix que d'apprendre la formule par coeur :

---------------------------------------------

6. Idem ici, je suppose que l'expression de la position est fournie et admise dans l'énoncé.

Ce faisant, il y a une erreur dans l'expression :

Y(t )= 1/2g*t2 + V0 t +Y0

Etant donné qu'on cherche la durée t = T lorsque la balle touche le sol, alors Y(T) = 0 m (si on prends pour repère d'étude une origine au sol).

Soit Y (T) - Y0= hauteur du lancer =114 m

Or on sait qu'à l'état initial : Vy(t = 0) = V0 = 0 m/s car il n'y a pas de vitesse initiale.

On peut donc simplifier l'expression de la position Y(t = T) :

Y(T) = 1/2g*T2 + 0*T + Y0

soit Y(T) = 1/2g*T2 + Y0

Y(T) - Y0 = 1/2g*T2 (je fais passer le terme Y0 à gauche, attention au signe comme vu en maths !)

2*(Y(T) - Y0) = g*T2 (je fais passer le "1/2" à gauche comme vu en maths)

2*(Y(T) - Y0)/g = T2 (je fais passer le "g" à gauche comme vu en maths)

T2 = 2*(Y(T) - Y0)/g (comme vu en maths A = B B = A)

T = (2*(Y(T) - Y0)/g)

---------------------------------------------

En d'autres termes :
- soit la recopie contient des erreurs ;
- soit la correction contient des erreurs.



***Réponse apportée sur le sujet initial, avant de me rendre compte qu'il avait été reposté une deuxième fois***

Posté par
gbm Webmaster
re : chute libre d'une balle 30-12-21 à 10:04

Bonjour quarkplus, désolé, je n'avais pas vu que Meldu33 faisait du multi-post ...

@ Meldu33 : merci de respecter les règles du forum :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?

Posté par
Meldu33
re : chute libre d'une balle 30-12-21 à 12:47

Bonjour,
Merci  gbm  pour cette correction pédagogique,
J'ai enfin compris la dernière question 😄

Désolé pour le multipost j'ai posté de nouveau juste la dernière question pensant que je pouvais supprimer le 1 er.

Concernant la correction du professeur c'est bien ça , j'ai juste fait une erreur de recopie sur la formule gt2 au lieu de t2

Merci encore pour votre aide précieuse
Meldu33

Posté par
gbm Webmaster
re : chute libre d'une balle 30-12-21 à 17:59

Je t'en prie ! Ravi d'avoir réussi à te faire comprendre tout ça !

Je te conseille de télécharger la fiche de cours fournie, elle est bien complète pour réviser ces notions !



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