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DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques

Posté par
leilaserad
14-04-21 à 11:21

Bonjour :
Je suis en première et j'ai  un dm a faire en spécialité physique-chimie et je n'arrive vraiment pas à le faire . Est-ce que vous pourriez m'aidez s'il vous plait

Voici l'énoncé et les questions :
je n'arrive pas à faire cet exercice vous pourriez m'aidez s'il vous plait
Voici l'énoncé :
Lors d'un lancer de poids, un athlète lance une boule de masse m=4,00 kg en lui communiquant une vitesse initiale v0= 14,5 m/s . Le point de départ de la boule est à h0 = 1,89 m au dessus du sol, pris comme référence
a) Exprimer et calculer l'énergie mécanique initiale Em50 de la boule
b) A quel condition est - elle conservée ?
c) En supposant cette condition vérifiée, déterminer l'énergie cinétique puis la vitesse de la boule à son arrivée au sol.

Merci de votre réponse

***Titre modifié***

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 11:36

Bonjour,
La réponse à la question a) nécessite de connaître la définition de l'énergie mécanique.
La connais tu ?

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 11:39

oui c'est :
L'énergie mécanique d'un système est la somme de son énergie cinétique Ec et de son énergie potentielle de pesanteur Epp = Ec + Epp avec Em , Ec et Epp en joule

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 11:47

Je corrige ce qui n'est probablement qu'une faute de frappe :
Em = Ec + Epp
Il te faut donc calculer Ec , calculer Epp puis additionner les résultats trouvés.

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 11:58

oui c'est une faut de frappe désoler et Ec= 1/2 fois m fois v au carré
                                                                                     Ec = 1/2 fois 4,00 fois 14,5 au carré
                                                                                     Ec = 420 , 5 J
                                                                            et Epp = m fois g fois z
                                                                                  Epp = 4,00 fois 9,81 fois 1,89
                                                                                  Epp = environ 74, 2 J
                                                     Em=Ec+Epp
                                                            = 420, 5 + 74,2
                                                           = 494, 7 J
Voila ce que j'ai trouver sauf que dans la consigne c'est écrit qu'il faut exprimer puis calculer l'énergie mécanique initiale de la boule Em(50)

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 12:14

Voici mon cour si vous en avez besoin

** image supprimée **

** image supprimée **

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 12:23

Ton calcul est exact.
Je n'ai pas trop compris pourquoi dans l'énoncé l'énergie mécanique initiale est notée Em50
Pour ma part je la noterais plutôt Emi
On a donc Emi   495J

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 12:26

d'accord merci est-ce que vous auriez des idées de réponses pour les autres questions

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 12:31

Tu inverses les rôles :
C'est à toi de proposer des idées de réponses et à moi de les valider (ou pas )

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 12:35

b) je ne sais pas d'après le cour : l'énergie mécanique ne se conserve pas en présence des forces non conservatrices qui travaillent

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 14:02

OK : Alors, repartons donc du cours :
Quelle(s) forces s'exercent sur la boule (une fois lancée) ?
Y a t'il parmi cette (ou ces) forces une ou plusieurs d'entre elles qui ne sont pas conservatives et qui travaillent ?
Conclusion ?

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 14:46

C'est le poids qui s'exercent sur la boule une fois lancée et il n'y a pas de forces conservatrices qui s'exercent sur la boule

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 16:10

Question 1b) :
Je crains que ta connaissance de base du cours soit très insuffisante :

Deux forces s'exercent sur le système étudié :
a) Son poids qui est une force conservative ( et non conservatrice ! )
b) La résistance de l'air qui n'est pas une force conservative.
L'énergie mécanique se conserve à la condition que seules des forces conservatives travaillent.

Ici, en raison de l'existence de la résistance de l'air, l'énergie mécanique ne se conserve pas sauf s'il est possible de négliger cette force devant le poids.

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 16:31

Merci beaucoup pour vos réponses
oui il est vrai que mes connaissances sont très insuffisantes
Je n'y arrive pas meme avec le cour les questions me semble très difficile
Je n'arrive pas à répondre a la question 1c car pour moi l'énergie cinétique est déja caluler dans la question 1a) et la vitesse est déjà présente dans l'énoncé . Est-ce que vous pourriez m'aidez s'il vous plait

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 16:46

La première chose à faire est de revoir le cours et poser des questions sur les points de ce cours qui te posent problème.
Essayer de faire un exercice sans avoir une bonne maîtrise du cours revient à "mettre la charrue avant les bœufs" C'est donc travailler dans le vide !


Question c)
On suppose donc qu'on néglige les frottements et qu'il ne reste que le poids qui travaille.
Dans ce cas l'énergie mécanique est conservée : Elle a la même valeur à son arrivée au sol que celle qu'elle avait à son point de départ.

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 17:21

Oui je vois je vais essayer de travailler avant de faire mes dms la prochaine fois
et pour la question c) il demandent de déterminer l'énergie cinétique puis la vitesse de la boule à son arrivée au sol je ne dois pas mettre de valeur ici ?

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 17:38

Oui, il s'agit de trouver les valeurs numériques de l'énergie cinétique, puis de la vitesse.

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 17:42

Ec = 1/2 fois 4,00 fois 0 car la vitesse de la boule au sol est de 0 m/s
Ec = 0 J c'est ça  ?

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 17:47

Non.

L'énergie mécanique au sol est la même que celle au point de départ.
Que vaut l'énergie potentielle au sol ?
Conclusion ?

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 17:58

Je ne sais pas du tout...

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 18:11

Je n'en dirai pas davantage, ce serait faire l'exercice à ta place.
Révision du cours indispensable avant d'aller plus loin.

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 19:01

Est ce qu'il faut utiliser la formuler
1/2 m*vb au carré -1/2 m*va au carré = mg (za - zb )  ensuite va = 0 et ensuite on simplifie cette expression pour obtenir vb qui est la vitesse de la boule à son arrivé au sol

Posté par
odbugt1
re : DM de spé physique 14-04-21 à 19:29

Non
Dans cet exercice la vitesse de la boule n'est jamais nulle.
Au départ elle est égale à 14,5 m/s
A l'arrivée elle a obligatoirement une vitesse plus grande.

Je répète ma question :
Que vaut l'énergie potentielle au sol ?

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 19:32

m*g*z ??

Posté par
leilaserad
re : DM de spé physique 14-04-21 à 19:33

Epp = 0 J si z=0 m  C'est ça non ?

Posté par
odbugt1
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 19:45

Oui, l'énergie potentielle au sol est nulle.

Alors ....
L'énergie mécanique au sol est égale à la somme de son énergie cinétique ( qu'on cherche ) et de son énergie potentielle (qui est nulle)
D'autre part, cette énergie mécanique au sol est la même que celle déjà calculée au départ. (Conservation de l'énergie mécanique)

On peut donc facilement répondre à la question posée. Non ?

Posté par
leilaserad
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 19:53

Em = Ec+Epp
495 = Ec+0
donc Ec = 495 J
C'est ça ?

Posté par
odbugt1
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 21:01

Oui !
Reste à en déduire la vitesse de la boule à son arrivée au sol.

Posté par
leilaserad
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 21:44

est -ce qu'il faut utiliser la formule : 1/2*m*vb au carré -1/2 *m*va au carré -mg (za-zb)

Posté par
odbugt1
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 23:40

Non.
Il vaut mieux réfléchir avant de proposer la première "formule" venue.

Posté par
leilaserad
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 11:08

Bonjour :
la seule formule que j'ai trouver pour calculer une vitesse en chute libre est celle ci :
il faut faire Ec(B) -Ec(A) = travail des  forces WAB (F)
                                                      = WAB (P)
                                                      = mg(za-zb)

Avec Ec(B) = 1/2 m vb au carré et Ec(A) = 1/2 m va au carré
et on trouve alors Vb= racine de 2g (za-zb) et je pense que c'est la vitesse de la balle à son arrivée au sol

Posté par
odbugt1
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 11:45

Finissons en !
L'énergie cinétique au sol a été calculée numériquement : Ec = ...............    J  (14-04-21 à 19:53)
Cette énergie cinétique Ec est égale à (1/2) * m * V²
La valeur de " m " est connue, on cherche celle de V

Merci de ne pas dire ce qu'il "faut faire" mais de le faire effectivement

Posté par
leilaserad
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 11:56

Ec = 495 J
Ec=1/2*4,00*v au carré
495=2*v au carré
v au carré = 495/2
v = racine de 495/2 = 247,5 m/s

Posté par
odbugt1
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:04

Citation :


Ec = 495 J  OK
Ec=1/2*4,00*v au carré OK
495=2*v au carré  OK
v au carré = 495/2  OK
v = racine de 495/2 = 247,5 m/s   Non

Posté par
leilaserad
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:07

ah c'est = environ 15,73 m/s

Posté par
odbugt1
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:23

C'est bon !
3 chiffres significatifs suffisent :
V 15,7m/s

Posté par
leilaserad
re : DM (1/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:24

D'accord merci beaucoup de m'avoir aidé !!!



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