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Cinématique du point.

Posté par
kamikaz
22-12-20 à 18:04

Bonsoir ,

Merci d'avance.

Un mobile M décrit une trajectoire rectiligne munie d'un repère d'espace (O;\vec{i}) , son vecteur accélération est constante pendant toute la durée du mouvement qui est fixé à tf= 5s. À l'instant T0= 0s , le mobile part d'un point M0 , d'abscisse x_0=-0,5m , avec une vitesse V0= -1 m/s. Puis , il passe au point M1  d'abscisse x_1=5m avec la vitesse V1= 4,7 m/s.

1) Calculer l'accélération a du mobile.

2) Calculer la date t1 à laquelle le mobile passe au point M1.

3) Donner l'équation horaire du mobile.

4) À la date T = 2s , un deuxième mobile M' part de l'abscisse x_1=5m , avec un mouvement rectiligne uniforme dont la vitesse est V'=4 m/s.

a-) Calculer la date tR de la rencontre des deux mobiles.

b-) Calculer l'abscisse x_R où aura lieu cette rencontre.

5) Vérifier ces deux derniers résultats à l'aide des représentations graphiques des équations horaires des deux mobiles.

Réponses

1) On sait que : 2a(x_1-x_0)=V²_1-V²_0

Donc \boxed{a=\dfrac{V²_{1}-V²_{0}}{2(x_1-x_0}}}

a: accélération


Application numérique :

V1= 4,7 m/s ; V0= -1 m/s

x_1=5 m ; x_0=-0,5 m

a=\dfrac{4,7²-(-1)²}{2(5-(-0,5))}

\boxed{a=1,92 m/s²}

2) Trajectoire : Rectiligne.

Accélération : constante ; a=cste

Donc le mouvement est rectiligne uniformément varié.

D'où son vecteur position est : \vec{OM}=\dfrac{1}{2}\vec{a}t²+\vec{V}_{0}t+\vec{OM}_{0}

==> x(t)=\dfrac{1}{2}at²+V_{0}t+x_{0}

==>  x(t)=0,96t²+4,7t+x_{0} est l'équation horaire du mouvement de M.

Au point M1 , on aura :

x_1=\dfrac{1}{2}at_{1}²+V_{1}t_{1}+x_{0}

==> 0,96t²_{1}+4,7t-0,5=5

==> 0,96t²_{1}+4,7t_{1}-\dfrac{11}{2}=0

∆=43,23

Donc t1= -5,88 ou t1=0,98

Comme t_1 \in ]0 ;+\infty[ , t1=0,98 s

Donc le mobile M passe au point M1 à la date t1=0,98 s.

Posté par
vanoise
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 19:04

Bonsoir
Enfin quelqu'un qui connaît la relation entre vitesse, abscisse et accélération sans faire intervenir le temps.  Bravo  !
Tout cela me semble correct.

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 19:12

Ok , mais pour la 2e question ,

Le mouvement étant rectiligne uniformément varié , V = at +V0.

Donc à t1 , V1=at1+V0 ==> \boxed{t_{1}=\dfrac{V_{1}-V_{0}}{a}}

t_{1}=\dfrac{4,7-(-1)}{1,92}=2,97=3s

t_{1}=3s

Pourquoi les deux méthodes ne donnent pas le même résultat ?

Posté par
odbugt1
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 19:45

Bonsoir Vanoise et kamikaz

En fait il y a une erreur quand kamikaz écrit :

x(t)=0,96t²+4,7t+x_{0} est l'équation horaire du mouvement de M.

La vitesse initiale n'est pas 4,7 m/s mais -1 m/s
C'est pour cette raison que les deux méthodes donnent des résultats différents.

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 20:13

Je rectifie mais c'est pareil..

Toujours pas le même résultat

Posté par
odbugt1
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 20:30

L'équation à résoudre est donc :
0,96t² - t - 5,5 = 0
= (-1)²  -  4 * 0,96 * (-5,5) 22,1
La racine positive est égale à 1 + (22,1)0,5 / ( 2 * 0,96 )   2,97s

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 20:44

OK j'ai compris mon erreur maintenant..

Pour le reste ça va.

Merci

Posté par
vanoise
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 20:57

J'ai effectivement été un peu trop optimiste dans mon premier message...

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 21:18

Au niveau de la question 4-a) , j'ai un petit souci avec le temps t' ..

l'équation horaire du mobile M' est :

x'(t')= V't'+x1.

Posté par
vanoise
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 21:25

Oui mais avec : t'=(t-T)...

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 21:35

Je ne vois pas pourquoi t'=(t-T)

Posté par
vanoise
re : Cinématique du point. 22-12-20 à 22:06

Les conditions initiales du mouvement de M' correspondent à t'=0 et à t=T=2s.
A la date t (avec t>T) M' est en mouvement depuis la durée t'=(t-T).

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 23-12-20 à 09:33

Je ne comprends toujours pas..

Posté par
vanoise
re : Cinématique du point. 23-12-20 à 11:34

Imagine que tu commences à courir à la date t=0, un copain à toi commence à courir à la date t=T=2s.
A une date t>T, tu cours depuis t secondes, ton copain court depuis t'=???

Posté par
kamikaz
re : Cinématique du point. 23-12-20 à 11:46

Oui je vois..

Merci.



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