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

Posté par
leilaserad
14-04-21 à 11:36

Bonjour :
J'ai un exercice de spécialité physique à rendre et je n'arrive pas à le faire . Est ce que vous pourriez m'aidez s'il vous plait

Voila l'énoncé et les questions :

Un jongleur lance une balle verticalement vers le haut en lui donnant une vitesse initiale v0= 20 m/s . On étudie le mouvement de la balle dans le référenciel terrestre  et on néglige les frottements de l'air .
1a) Dresser le bilan des forces qui s'appliquent sur le système
b) En exprimer littéralement le travail
2a) Quelle est la vitesse de la balle lorsqu'elle arrive au sommet de la trajectoire
b) écrire le théorème de l'énergie cinétique
c) En déduire l'expression, puis la valeur numérique de h, la hauteur de laquelle la balle va s'élever avant de s'immobiliser puis de redescendre
3) Le jongleur rattrape la balle lorsqu'elle retombe, à la meme altitude que son lancer. Déterminer la vitesse atteinte par la balle à ce moment là .
4) Si la balle est à présent lancée horizontalement, avec la vitesse v0 d'une hauteur h0 = 1,5 m au dessus du sol, quelle est sa vitesse à l'arrivée au sol

Merci d'avance

***Titre changé***

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 11:43

Bonjour,

La question 1a) est une question de cours. Que proposes tu comme réponse ?
La question 1b) est imprécise : On ne sait pas de quel travail il est question.

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 11:49

1a) le poids et la force jongleur/balle
b) et la question b je crois qu'il faut écrire somme des forces avec un signe bizzarre =  poids + force jongleur/balle ...

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 12:16

Voici mon cour si vous en avez besoin

** image supprimée **

** image supprimée **

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 12:29

Quand la balle est partie, elle n'est plus en contact avec le jongleur : La force jongleur / balle n'existe plus.
Il en résulte que puisque les frottements sont négligés que la balle n'est soumise qu'à son poids et je suppose que c'est le travail de ce poids qu'il faut exprimer littéralement ( question 1b)

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 12:31

ok donc il n'y a que le poids qui s'exercent sur la balle ?
Et est - ce que vous auriez des idées de réponses pour les autres questions ?

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 12:33

Effectivement, il n'y a que le poids qui s'exerce sur la balle.
J'ai effectivement des idées de réponses pour les autres questions.
Mais .... j'attends tes idées pour en parler.

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 12:43

2a) on peut noter v1 la vitesse au sommet de la trajectoire
v1 = -v0
b) le théorème de l'énergie cinétique :
delta Ec = Ec(B) - Ec(A) = somme des forces de WAB(F)
c) et 3)  je ne sais pas
4) v0 = 20 - 1,5 = 18,5

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 14:07

Citation :
2a) on peut noter v1 la vitesse au sommet de la trajectoire
v1 = -v0
Mais non ! Au sommet de la trajectoire la balle s'arrête non ?
Donc v1 = .......

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 14:47

ah v1= 0 m/s
et pour les autres questions ?

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 15:54

Question 1.c)
Appliquer le théorème de l'énergie cinétique entre le point de départ et le point d'arrivée de la balle

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 16:05

c'est la question 2b non ?
la  réponse est : delta EcB - EcA= travail des forces WAB (P) = -mg fois zb et EcB =0
est-ce que ici il faut utiliser ensuite les chiffres ?

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 16:06

je veux dire est-ce qu'il faut remplacer par les chiffres

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 16:16

En fait c'est la question 2c)
" En déduire l'expression, puis la valeur numérique de h, hauteur de laquelle la balle va s'élever avant de s'immobiliser puis de redescendre "

Cette question demande très clairement d'abord l'expression, puis la valeur numérique de h

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 16:23

est- ce que c'est cette expression ? : 1/2 fois m fois va au carré = m fois g fois zb = 1/2  fois vau carré sur g = zb mais je ne trouve pas  la valeur numérique de h, hauteur de laquelle la balle va s'élever avant de s'immobiliser puis de redescendre .

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 16:37

Non :
Ec(A) = (1/2) * m * (VA
Ec(B) = 0 car en B, au sommet de la trajectoire la balle est à l'arrêt.
Travail du poids = ..........  je te laisse l'exprimer en fonction de m, g et h

Théorème de l'énergie cinétique :
Ec(B) - Ec(A) = Travail du poids
On en retire l'expression de " h " en fonction de VA et de g
Cela fait on passe à l'application numérique.

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 17:34

Travail du poids = m fois g fois zb = m fois g fois h c'est ça ?
Ec(B) - Ec(A) = m fois g fois zb = m fois g fois h = 1/2 va au carré sur g = zb donc h

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 17:34

c'est juste ?

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 17:44

Non.
Merci de faire l'effort d'être plus lisible en remplaçant tes indigestes "fois" par " * "
Travail du poids = m*g*(zA - zB) = m * g * (0 - h ) = - m * g * h

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 17:52

Oui excusez moi
Je ne le trouvais pas sur la clavier
Pour la question 3 j'ai mis :
La balle est partie de EcA et pas d'Epp
Elle est ralentie jusqu'en B ou tout son Ec s'est transformer en Epp . En redescendant il se passe l'inverse . Donc la balle à la meme

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 17:56

Donc la balle à la meme énergie cinétique qu'au départ Va= 20 m/s
et pour la question 4 j'ai mis : racine de (1/2 Va au carré - g * h0 ) = environ 24 m/s

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 17:56

c'est juste ?

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 18:17

Non ce n'est pas juste.
Je t'ai donné Ec(A) , Ec(B) (14-04-21 à 16:37) et le travail du poids (14-04-21 à 17:44)
Il n'y a plus qu'à appliquer le théorème de l'énergie cinétique.

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 18:50

delta Ec = Ec(B) - Ec(A) = sommes des forces WAB (F)
                   = 0 - (1/2) * m * v au carré = WAB (P)
                                                                             = mg ( za -zb )
donc on peut écrire delta Ec = m g za - m g zb
C'est ça ?

Posté par
leilaserad
re : physique - chimie 14-04-21 à 18:52

cette réponse serait pour la question 4

Posté par
odbugt1
re : physique - chimie 14-04-21 à 19:37

Pour l'instant, nous en sommes à la question 2c)

Je me répète :
Je t'ai donné Ec(A) , Ec(B) (14-04-21 à 16:37) et le travail du poids (14-04-21 à 17:44)
Il n'y a plus qu'à appliquer le théorème de l'énergie cinétique.


Donc Ec(A) = ............?...........  (14-04-21 à 16:37)
Ec(B) = .........................?..........  (14-04-21 à 16:37)
Travail du poids = ......?...................   (14-04-21 à 17:44)

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 19:51

Ec ( A ) = 1/2 * m * va au carré
Ec(B) = 0
et travail du poids = m*g*(za-zb) = m*g*(0-h )

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 21:07

Ec ( A ) = 1/2 * m * (VA
Ec(B) = 0
et travail du poids = m*g*(za-zb) = m*g*(0-h ) = - m*g*h

C'est bien ça .
Il n'y a plus qu'à appliquer le théorème de l'énergie cinétique pour trouver " h "  en fonction de " g " et de "VA"

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 21:41

il faut utiliser la formule : Ec (A) = 1/2 *m*va au carré = mg (za-zb)
Alors va = racine de 2g (za-zb)
C'est ça ??

***A toutes fins utiles : la fiche de cours sur le sujet : [lien]***

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 14-04-21 à 23:42

Non.
Il s'agit ici d'appliquer le théorème de l'énergie cinétique

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 11:20

delta Ec = Ec(B)-Ec(A) = travail des forces WAB(F)
                  = 0 -1/2*m*va au carré = - m *g *h
mais ensuite je ne sais pas comment on peut trouver h ?

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 11:48

Ta relation est exacte.
Il suffit de la "retourner" pour obtenir h = ......................................

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:03

h=-m/g

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:08

Non.
Tu sembles ne pas maîtriser les techniques de base du calcul algébrique !
Obtenir " h " à partir de - (1/2) * m * (VA)² = - m * g * h n'est tout de même pas bien difficile !

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:13

oui je ne maitrise pas ça...
h= -1/2+2m*va au carré -g

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:19

Non.
Je te laisse le soin de réviser ces techniques sans lesquelles il est impossible de faire de la physique.

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:20

d'accord et si je trouve h et remplace par les valeurs numériques se sera fini pour la question ?

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 12:33

Pour la question 3 j'ai mis :
La balle est partie de EcA et pas d'Epp
Elle est ralentie jusqu'en B ou tout son Ec s'est transformer en Epp . En redescendant il se passe l'inverse . Donc la balle à la meme

Donc la balle à la meme énergie cinétique qu'au départ Va= 20 m/s
et pour la question 4 j'ai mis : racine de (1/2 Va au carré - g * h0 ) = environ 24 m/s

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 14:43

Citation :
d'accord et si je trouve h et remplace par les valeurs numériques se sera fini pour la question ?  Oui

Pour la question 3 j'ai mis :
La balle est partie de EcA et pas d'Epp
Elle est ralentie jusqu'en B ou tout son Ec s'est transformer en Epp . En redescendant il se passe l'inverse .
Donc la balle à la meme énergie cinétique et la même vitesse qu'au départ Va= 20 m/s  Oui

et pour la question 4 j'ai mis : racine de (1/2 Va au carré - g * h0 ) = environ 24 m/s
Non : Appliquer la conservation de l'énergie mécanique entre les point de départ et le point d'arrivée.

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 15:10

d'accord merci
4/ delta Em= EmB-EmA
                          = Ec(B)+Epp(B)-(Ec(A)+Epp(A))
                           = Ec(B)-Ec(A)+Epp(B)-Epp(A)
                            = delta Ec+delta Epp
delta Em = delta Ec+delta Epp

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 16:26

Ne pas perdre de vue la question à laquelle il faut répondre !

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 18:08

Ec(B) = 1/2*m*vb au carré = mg(za-zb)
vb au carré =racine de 2g (za-zb)

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 18:58

Non.
VA = V0 = 20 m/s
VB = ?

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

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 19:02

vb=racine de 2g (za-zb)

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 19:05

ou bien vb=v1=0 m/s

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 15-04-21 à 21:01

Toujours pas !
Suggestion : Suivre ce que je t'ai indiqué le 15-04-21 à 14:43 ( en bleu en fin de message )

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 16-04-21 à 11:25

Bonjour :
Eci=1/2*m*vo au carré =20
Eppi=m*g*zgi=mgh
Ecf=1/2mvfau carré
Eppf= m*g*zgf=20
delta Em=0 car on néglige les frottements de l'air
delta Ec+deltaEpp=0
deltaEcf-Eci+Eppf-Eppf=0
1/2*m*vf au carré -20+20-mgh=0
mgh=1/2mvfaucarré
vf au carré = 2gh
vf = racine de 2gh

Posté par
odbugt1
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 16-04-21 à 11:55

On progresse .....

Citation :
Eci=1/2*m*vo au carré Oui     =20 Non
Eppi=m*g*zgi=mgh         Oui
Ecf=1/2mvfau carré       Oui
Eppf= m*g*zgf  Oui                         =20 Non
delta Em=0 car on néglige les frottements de l'air Oui

delta Ec+deltaEpp=0
deltaEcf-Eci+Eppf-Eppf=0
1/2*m*vf au carré -20+20-mgh=0
mgh=1/2mvfaucarré
vf au carré = 2gh
vf = racine de 2gh

A revoir en s'inspirant de ce qui suit


Conservation de l'énergie mécanique :
Emi   =  Emf
Eci + Epi  =  Ecf  +  Epf
Je te laisse continuer

Attention :  Tu sembles ne faire aucune différence entre l'énergie cinétique et la vitesse.
20 m/s est une vitesse . Ce n'est pas une énergie.

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 16-04-21 à 12:21

Eci=1/2*m*vo au carré ≠ 0
Eppf= m*g*zgf=0
Emi=Emf
Eci+Eppi=Ecf+Eppf
1/2*m*vo au carré ≠ 0 +m*g*zgi=mgh=1/2*m*vf au carré +m*g*zgf=0

Posté par
leilaserad
re : DM (2/2) : aspects énergétiques des phénomènes mécaniques 16-04-21 à 16:59

est-ce qu'il faut s'arrêter ici ou encore réduire l'expression ?

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