Bonjour,
Je potasse depuis un bon moment des questions de physique... Mais j'ais beau me retourner les méninges quelques pistes me viennent sans pour autant me donner une réponse qui semble viable...
Voici les questions en... question:
1)- Un avion de chasse volant à 1500 km/h tire vers l'avant un missile de masse m = 300 kg. Sa vitesse relative par rapport à l'avion a pour valeur v = 5 km/s.
a)- Calculer l'énergie cinétique du missile dans le référentiel avion et dans le référentiel terrestre de la cible. Conclure.
=> Ici, je pense devoir utiliser la définition de l'énergie cinétique (soit Ec = 1/2mv2) puis le théorème de l'énergie cinétique (Ec = EcB-EcA). Mais j'aboutit dans le premier cas à un résultat de l'ordre de 26 x 106J et dans l'autre à: 1/2mv2A - 1/2mv2B = 0, puis je sais plus trop comment m'en sortir
b)- La variation de l'énergie cinétique du missile est-elle la même dans les deux référentiels?
=> Vu les circonstances, je ne suis pas en mesure de répondre ^^"
2)- Un TGV atlantique de masse 500 tonnes roule à 300 km/h sur une voie rectiligne et horizontale. Subissant un arrêt d'urgence, il bloque ses roues et stoppe au bout de 3300 m en 8 min.
a)- Quelle est la variation de son énergie cinétique lors du freinage? En déduire le taux moyen de variation de l'énergie cinétique au cours du temps.
=> Ici, je pense aussi utiliser le théorème de l'énergie cinétique... mais je trouve des chiffres du genre de 11816406... et je me dis que ça paraît un peu invraisemblable tout ça... après... Un taux?
b)- Le transfert de l'énergie cinétique s'effectue grâce à une force de freinage vecteur f supposée constante, calculer la valeur du vecteur f. Quelle est la puissance moyenne de cette force?
=> Là, j'imagine que c'est en rapport avec le lien entre l'énergie cinétique et l'énergie potentielle (1/2mgv2+mgz=cste) mais vu que je n'ais pas du tout compris comment on s'en servait... j'ai un peu de mal ^^''
Enfin la dernière question (le désert total d'idées):
3)- On lâche un mobile autoporteur de masse m=500g depuis un point A d'une table inclinée d'un angle par rapport à l'horizontale:
a)- Donner l'expression de la vitesse v obtenue après un trajet de longueur x, la vitesse initiale étant nulle et le mouvement se faisant sans frottement.
=> Je sèche
b)- En déduire la valeur de l'angle pour x = 50cm et v = 2,0 m/s
=> Je sèche très fort
c)- Lors d'une expérience faite avec un mobile autoporteur défectueux, on mesure une vitesse égale à 1,7 m/s pour x = 50cm. L'angle n'a pas été modifié. Calculer la valeur de la force de frottement, supposée constante, qui est à l'origine de cette différence.
=> Nié?? + je tombe en poussière
Merci beaucoup pour votre aide précieuse et vos explications
Cordialement,
Nee
1) Pour calculer l'énergie cinétique dans le référentiel de l'avion, on applique la formule Ec=(1/2).m.v² avec v=5km/s (à convertir en m/s)
Pour calculer l'énergie cinétique dans le référentiel terrestre, on cherche la vitesse du missile par rapport au référentiel terrestre, v=1500km/h + 5 km/s bien sur on ne peux pas additionner deux grandeurs n'ayant pas la même unité, mais tout en m/s. Et ensuite utilise la formule de la première question pour calculer l'énergie cinétique.
Parce que si tu vois un missile avancer à 5 km/s plus vite que toi cela veut donc dire que sa vitesse est 5km/s supérieure à la tienne. Dans le référentiel terrestre on avance à 1500 km/h et on a un missile qui avance à 5km/s. Donc on ajoute ces deux vitesses pour avoir la vitesse du missile dans le référentiel terrestre.
1)
1500 km/h = 416,67 m/s
5 km/s = 5000 m/s
a)
Après le tir :
Dans le référenciel de l'avion: Ec = (1/2).m.5000² = (1/2)*300*5000² = 3,75.10^9 J
Dans le référentiel terrestre : Ec = (1/2).m.(5000+416,67)² = (1/2)*300*(5000+416,67)² = 4,40.10^9 J
---
b)
avant le tir :
Dans le référenciel de l'avion: Ec = (1/2).m.0² = 0 J
Dans le référenciel terrestre: Ec = (1/2).m.416,67² = 2,6.10^7 J
Dans le référentiel de l'avion: Delta Ec = 3,75.10^9 - 0 = 3,75.10^9 J
Dans le référenciel terrestre: Delta Ec = 4,40.10^9 - 2,6.10^7 = 4,37.10^9 J
La variation d'énergie cinétique du missile n'est donc pas la même dans les deux référentiels.
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2)
a)
Delta Ec = (1/2).m.Vf² - (1/2).m.Vo²
Delta Ec = (1/2).500.10^3.0² - (1/2).500.10^3.(300/3,6)² = -1,74.10^9 J
Soit -1,74.10^9/(8*60) = -3,6.10^6 J/s (W)
b)
Delta Ec = f * d
-1,74.10^9 = f * 3300
f = -5,3.10^5 N
P moyenne = 3,6.10^6 W
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3)
a)
Variation d'altitude du mobile sur le parcours de longueur x : delta h = x.sin(alpha)
mg.delta h = (1/2).m.v²
v² = 2g.delta h
v² = 2g.x.sin(alpha)
v = racinecarrée[2g.x.sin(alpha)]
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b)
v = 2 m/s et x = 0,5 m
2 = racinecarrée[2*9,8*0,5*sin(alpha)]
2 = racinecarrée[9,8*sin(alpha)]
4 = 9,8.sin(alpha)
sin(alpha) = 0,408
alpha = 24°
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c)
Energie perdue par frottement = (1/2).m.2² - (1/2).m.1,7² = 0,2775 J
f = -0,2775/x = -0,2775/0,5 = -0,555 N
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Recopier sans comprendre est inutile.
Vérifier le tout ... que je n'ai pas relu.
Merci beaucoup pour vos réponses rapides et précises
Mais j'ais quelques questions vis-à-vis de tes réponses J-P:
Dans la question 2a.: Vf est la vitesse après le freinage et Vo la vitesse avant le freinage?
2b. : pourquoi Ec est égale à f*d? et la puissance moyenne égale au taux moyen de variation de l'énergie cinétique? N'y a-t-il pas une formule qui définit cette puissance moyenne?
Concernant la question 3a: pourquoi h = x.sin
? et... pourquoi on a
h?
3c. si je comprends bien, on fait la différence entre l'énergie cinétique du mobile autoporteur non défectueux et celui défectueux?
Lorsqu'on calcule la force de frottement, pourquoi il apparaît un signe moins?
Merci encore pour vos indications
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