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Cinématique (Méca)
Bonsoir,
J'aurais vraiment besoin d'aide pour la résolution d'un exercice de physique sur le chapitre cinématique (niveau terminale). C'est un exercice où il n'y a pas beaucoup de données et où il faut réaliser des hypothèses. J'ai du mal à savoir quelle formule du programme utiliser et à formuler les hypothèses.
Voici les questions de l'énoncé :
Il y a d'abord une image d'un individu se balançant sur une balancoire qui finit par tomber en tournant en orbite (voir document joint).
1. Identifier tous les paramètres cinématiques négatifs dont parle Calvin dans la dernière case.
➡️ Pour cette question j'aimerais connaître la méthode à réaliser pour les trouver.
Selon moi, il s'agit de la vitesse et de L'accélération si on suit le repère classique (x ; y).
2. En faisant les hypothèses qui vous semblent nécessaires, déterminer la flèche et la portée de Calvin.
➡️ Je ne sais pas ce qu'est la flèche, c'est son mouvement, comment la trouver, faut-il calculer ? Idem pour la portée... Il semble avoir une trajectoire parabolique.
3. Sa mère, se situant sur un banc à 6,0 m devant la balançoire, veut sauver Calvin de sa chute. Calculer la vitesse à laquelle elle doit courir pour lui éviter un passage aux urgences. Commenter le résultat.
➡️ Ici, nous n'avons pas de donnée concernant la vitesse initiale.
J'imagine qu'il faut utiliser la formule de la vitesse instantanée donc vi(t) = dOM / dt avec M un point ? Mais nous n'avons pas d'informations mise a part la distance...
J'ai vraiment besoin d'explications détaillées, j'ai essayé de comprendre mais sans les outils nécessaires il me semble impossible de résoudre le problème... Je serais très reconnaissante si on pouvait m'aider.
Merci d'avance pour votre aide et bonne soirée !
PDF - 460 Ko
Bonjour,
Pour le 1, en effet, en cinématique on a affaire à des vecteurs et donc la notion de négatif n'a pas de sens. Il faut donc interpréter. Vous pouvez en effet prendre des axes xy et interpréter négatif comme "composantes de la vitesse/accélération sur x ou y négatives"
Pour 2, la flèche est la hauteur maximale atteinte ; la portée c'est la distance à laquelle Calvin touche le sol. Il y a beaucoup d'hypothèses à faire... Déterminer signifie, dans ce cas, trouver l'expression de la pente en fonction des données (données que vous aurez vous -même fournies...) puis faire l'application numérique (à l'aide des valeurs que vous aurez vous -même fournies...)
Pour 3, je traduis le texte (mais c'est une traduction...) par : " l'accélération est instantanée, et la vitesse est ensuite constante"
Bonjour,
Voici une fiche sur le site en lien avec ton sujet : 
Mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur
1. Effectivement, le premier paramètre est l'intensité de la pesanteur à laquelle tout projectile est soumis.
Viennent ensuite les conditions initiales de lancée de ce projectile : vitesse initiale et angle avec le plan horizontal.
2. Lis attentivement la fiche fournie, ça devrait te débloquer.
3. Tu n'auras pas d'autre choix que de faire du calcul littéral avec aussi peu d'informations fournies. La fiche peut t'aider à démarrer.
!
Bonjour,
Merci pour vos réponses. J'ai donc essayé d'avancer un peu plus.
Pour la 1 :
Système : Calvin assimilé a son centre de masse m
Référentiel terrestre
Repère (o ; x ; y) avec x positif à droite et y positif en haut
DONC le vecteur vitesse verticale est négatif puisque Calvin est en "chute libre"
L'accélération gravitationnelle est négative.
La position ??? Je ne sais pas si elle est négative ou positive puisque je prends comme Système Calvin ou bien faut-il prendre la balançoire ??
Pour la 2, je n'ai toujours pas compris quelle formule du cours utiliser ?
Parcontre, puisqu'il faut faire nous-même les hypothèses, on peut supposer que la balançoire fait 2m
D'ailleurs pour la 1 gbm, vous évoquez l'intensité de pesanteur mais je pensais qu'en cinématique on négligeait toutes les forces et que nous prenons en compte seulement les grandeurs cinématiques sans connaître la raison ?
Je continue la question 2, je suppose (dites moi si jai le droit ou bien faut faire des calculs) que la balançoire a une hauteur de 2m et une vitesse initale v0 = 3 m/s (vitesse normale pour une balancoire).
Pour la portée je n'ai pas de formule dans mon cours, jai trouvé cette formule :
R = v02 × sin(2 × angle) / g
Ici, on ne connaît pas l'angle, je suppose qu'il est de 45 ?? Donc R = 32 × sin(90) / 9,81 = 0,92m.
Pour la flèche techniquement elle est de 2m si la hauteur est de 2m ??
La formule que j'ai utilisé c'est celle sur la fiche mais j'ai pas trop compris comment on déduisait cette formule...
Pour la 3 maintenant il faut trouver en combien de temps Calvin va toucher le sol.
Je ne sais pas quelle formule utiliser, peut-être celle de la chute libre ?? On ne l'a pas vu en leçon mais c'est la seule sui me vient en tête donc :
Racine de (2 × g × h) donc racine de (2×9,81×2) = 6,3 s
Donc v = d / t équivaut à v = 6/6,3 =0,95 m/s.
Le résultat me semble complètement faux et illogique. J'attends votre réponse. Merci.
le vecteur vitesse verticale est négatif puisque Calvin est en "chute libre"
Plus exactement parce qu'il descend.
L'accélération gravitationnelle est négative.
OK, vous pouvez oublier la position.
je pensais qu'en cinématique on négligeait toutes les forces et que nous prenons en compte seulement les grandeurs cinématiques sans connaître la raison ?
OK pour la fin, mais on ne "néglige" pas les forces, on ne s'y intéresse pas ("la raison").
Le verbe "déterminer" suppose, de mon point de vue un raisonnement et pas l'utilisation d'une "formule". D'autre part, votre formule suppose le point de départ et d'arrivée dans le même plan horizontal, ce qui n'est pas le cas ici.
Ok donc pour la question 1 je valide : la vitesse et l'accélération gravitationnelle en grandeurs négatives.
Pour la question 2 et 3, j'ai l'impression que mes résultats ne semblent pas corrects puisque pour la 3 je trouve 0,95m/s ce qui est très très petit... pouvez vous jeter un coup d'œil sur ce que j'ai proposé ?
Oui je comprend que "déterminer" = un raisonnement mais je n'arrive pas à comprendre le raisonnement à suivre sans aucune indication... et puisqu'il faut trouver un résultat à la fin, j'imagine qu'avec les seules infos qu'on possède il faut déterminer une formule ?
Ici, on ne connaît pas l'angle, je suppose qu'il est de 45° ?
Cela fait partie des (nombreuses) hypothèses à faire.
Il faut faire un dessin représentant vos hypothèses.
Il y a a priori un lien avec la vitesse de 3m/s.
Pour la flèche techniquement elle est de 2m si la hauteur est de 2m ?
2m d'après vos hypothèses est la hauteur de la balançoire, je ne vois pas de rapport avec la flèche qui est calculée dans le document de gbm.
La formule que j'ai utilisée c'est celle sur la fiche mais j'ai pas trop compris comment on déduisait cette formule...
Pour la portée, c'est simplement la valeur de y(vertical) lorsque x(horizontal)=0.
Pour la flèche, c'est la valeur de y pour laquelle la vitesse verticale est nulle.
Pour la flèche :
H = v20 × sin2 (angle) / 2g
(D'après la fiche)
Donc
H = 32 × sin(45) / 2 × 9,81
H = 0,22m
Je suis pas sûre pour l'angle de 45...
Racine de (2 × g × h)
Ceci n'est pas une durée mais une vitesse qui de plus correspond à une vitesse initiale nulle.
Votre exercice est en fait un vrai problème assez compliqué puisqu'il faut que vous trouviez les données.
Une fois que vous aurez trouvé un état initial raisonnable (hauteur, vitesse, angle), il faut faire l'étude dynamique, intégrer, puis trouver la flèche et la portée, le tout en vous inspirant du document de gbm.
Pour la flèche : ... (D'après la fiche)
Attention dans la fiche le calcul est fait en prenant comme référence (y=0), le point de départ. Ici je dirais que c'est plutôt par rapport au sol, mais la correction est facile à faire.
Je suis pas sûre pour l'angle de 45°
C'est vous qui le choisissez.
Le raisonnement est celui du document de gbm, ce que vous avez à ajouter est les données initiales, et au niveau des calculs faire attention à la distinction entre y du sol et y initial qui sont identiques dans la fiche.
J'ai un peu du mal mais je suis entrain de faie le 2. Lorsque j'aurais la portée et la flèche, comment je fais pour la vitesse a laquelle la mère doit aller pour arriver à temps ?
Je fais juste v= d/t ??? (Cela me semble trop simple par rapport à l'exigence de l'exercice...
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