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dm de physique
Bonjour, j'ai un dm de physique et j'aurais besoin d'aide pour certaines questions.
Merci à l'avance.
Un pendule est constitué d'une petite boule métallique, de masse m=80g, suspendue à un fil inextensible, de masse considérée comme négligeable et de longueur l=1.00m.
Le fil est accroché en un point fixe O et les mouvements du pendule s'effectuent dans un plan vertical. Le fil du pendule étant initialement vertical, on l'écarte de cette position d'un angle 
m=45°. Puis, fil tendu, on le lâche sans vitesse.
1/Décrire le mouvement de la boule.
Justifier la conservation de la somme Ec+Epp pour la boule du pendule.
Quelle est la transformation d'énergie qui s'effectue au cours du mouvement.
2/déterminer la valeur v2 de la vitesse de la boule lorsqu'elle passe par la position verticale.
Justifier le calcul.Faire le calcul littéral ^puis application nuérique.
3/La position intermédiaire du pendule est définie par l'angle qu'il forme à la verticale, la valeur de la vitesse de la boule est alors v.
on fait l'hypothése que l'énergie potentielle de pesabteur est nulle dans la position la plus basse que le pendule peut occuper (verticale)
écrire , avec cette convertion, l'équation de conservation régissant le mvt du pendule.
En déduire la formule littérale donnant la aleur v de la vitesse en fonction de ,m, g et l.Faire l'application numérique pour =30° et '=15°.
4/On place, sur la verticale de o, à la distance d=60.0cm, une tige métallique T sur laquelle le fil du pendule, lâché comme précedemment (m=45°), vient buter.
Merci à l'avance pour c=votre aide (même juste qq pistes...)
J'ai cherché comme tu me la dis mais je ne trouve pas.
Alors, si qq'un peut m'aider, ce serait sympa.
Merci à l'avance.
salut
pour le mouvement de la boule sa dépend de ce que l'on te dit, est ce que la vitesse change?
Désolé, je n'avais pas assez cherché.
J'ai trouver un topic pour le 3/ mais le problème est que je ne comprends pas l'énoncé. Par exemple, je n'ai pas d'info sur la vitesse...
Alors, si qq'un pouvais mais juste me donner qq pistes!!!
svp, merci à l'avance.
As-tu bien appris ce que l'on nomme :
. énergie cinétique
. énergie potentielle
. énergie mécanique (somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle)
Tout l'exercice utilise ces concepts ; il serait incompréhensible sans les avoir bien étudiés.
Qu'est-ce que tu ne comprends pas ?
La est le problème, on n'a pas finit la leçon.Mais, j'ai a eu près compris les termes.
par exemple, pour le mouvement de la boule, je ne vois pas quoi mettre?
Tu as bien une ficelle et un petit objet que tu peux y accrocher. Fais l'expérience ! Regarde et décris !
D'accord. Alors maintenant, comme le dit l'énoncé, tu écartes d'un angle de 45° par rapport à la verticale, fil bien tendu et tu lâches.
Quelle est la trajectoire ?
Que constates-tu pour la vitesse ? Quand il est en position basse ; quand il est en position haute ?
L'objet revient en position initiale.
Donc trajectoire circulaire.
En position basse : vitesse nulle
en position haute : vitesse accélérée.
C'est ça?
La trajectoire est un arc de cercle.
Le mouvement serait périodique s'il n'y avait pas les frottements (suite d'allers et retours identiques)
La vitesse est maximale en position basse
la vitesse s'annule en position haute puisque l'objet qui montait va redescendre : la vitesse passe par zéro à chaque changement de sens du mouvement.
Comment relier ces observations avec les énergies qui sont en jeu ?
Vraiment, je ne sais pas.
On n'a pas faire d'exo comme ça en cours.
Mais, je vais cherché et essayer de trouvé.
Je fais un post dés que j'ai une idée.
Il y a surement une relation entre l'énercie cinétique et l'énergie potenetielle c'est à dire l'énergie mécamique, une constante.
Le problème est que je ne sais pas comment l'expliquer, j'ai bo chercher, je ne trouve pas.
Alors, si qq'un pouvait m'aider, svp
merci à l'avance.
C'est bien : tu as écrit ce qu'il fallait écrire :
En l'absence de frottements, l'énergie mécanique (somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle) est constante.
Il est commode et habituel dans le cas du pendule d'adopter comme niveau de référence pour le calcul de l'énergie potentielle le niveau où se trouve la "petite boule métallique" quand elle est en position basse, c'est-à-dire la position qu'elle occupe au repos quand elle est immobile.
Dans cette position basse l'énergie potentielle est donc nulle.
En revanche dans la position haute, quand la vitesse s'annule pour changer de sens, l'énergie potentielle est maximale et c'est l'énergie cinétique qui est nulle (puisque la vitesse est nulle).
Ces informations doivent te permettre de comprendre l'exercice.
Quelle est la transformation d'énergie qui s'effectue au cours du mouvement ?
Ok, merci.
alors,
1/ Le mouvement de la boule est périodique. Sa trajectoire est un arc de cercle et sa vitesse est maximale en position basse et s'annule en position haute.
La conservation de la somme ec+epp s'explique par l'absence de frottments.
La transformation est : Ec+Epp= CONSTANTE.
Dans la position basse l'énergie potentielle est nulle.
mais dans la position haute, quand la vitesse s'annule pour changer de sens, l'énergie potentielle est maximale et c'est l'énergie cinétique qui est nulle.
Si s'explique comme cela, est-ce que c'est suffisant et juste?
Merci à l'avance.
Je réfléchis à la 2/ mais si qq pouvait m'aider en me donnant qq pistes ce serait bien.
C'est bien, tu as bien compris la première question.
Au lieu de :
La transformation est : Ec+Epp= CONSTANTE.
J'écrirais plutôt quelque chose comme :
Lors des changements de position de la boule, Ec + Epp = constante
Ok, merci.
Est-ce que tu pourrais m'aider pour la 2/ comme tu l'a fait pas la 1/?
car j'arrive à comprendre.
Merci à l'avance.
Pour la deuxième question :
Quelle est l'expression de l'énergie cinétique en fonction de la masse et de la vitesse ?
Quelle est l'expression de l'énergie potentielle de pesanteur en fonction de la masse, de l'accélération due à la pesanteur, g, et de l'altitude h par rapport au niveau de référence pour lequel on compte nulle cette énergie potentielle de pesanteur ?
Tu vas voir que l'application est toute simple.
De quelle hauteur z descend la boule quand elle passe de la position haute à la position basse (même pas besoin d'un petit peu de trigonométrie puisque l'angle de départ vaut = 45° ; il faudra de la trigonométrie pour la question 3) ?
Sans trigo : quand on connaît la longueur de la diagonale d'un carré (ici 1 mètre) il n'y a pas besoin de trigonométrie pour en calculer la longueur du côté...
Avec trigo : pourquoi pas, mais ce n'est pas ce que tu as écrit.
Si L est la longueur du fil (ici L = 1 m) et que l'angle de départ, angle entre le fil et la verticale, vaut alors la boule descend de
z = L[1 - cos()]
Tu as le résultat au bout des doigts...
Toute l'énergie potentielle est transformée en énergie cinétique pour la position basse.
Donc
(1/2).m.v2 = m.g.L[1 - cos()]
L = 1 m
g = 9,8 N.kg-1
= 45°
d'où v... (et tu n'as même pas besoin de connaître la masse m)
(1/2).m.v2 = m.g.L[1 - cos(teta)]
on simplifie par m.
(1/2).v2 = g.L[1 - cos(teta)]
v² = (g.L[1 - cos(teta)])/2
donc v² = (9.8*1[1-cos45])/2
cos 45 ne tombe pas juste donc valeur approchée?
Ok,merci.
Je réfléchis pour la 3/ et la 4/ et je fais un post tout à l'heure pour mettre ce que j'ai trouvé.
Je vais quitter l' 
pour quelque temps.
Peut-être quelqu'un d'autre t'aidera-t-il. De toute façon, je repasserai plus tard.
Alors, pour la 3/
L'équation de conservation est:
ec1+epp1=ec2+epp2
littéral : m.g.(l-cos(tetam)) = m.g.(l-cos(teta))+1/2.m.v²
donc: v = 
(2.g.(cos(teta)-cos(tetam))
numérique : v
1.76m/s.
Est-ce que c'est ça?
Par contre, pour la/, je n'y arrive pas
Je remet l'énoncé complété:
On place, sur la verticale de o, à la distance d=60.0cm, une tige métallique T sur laquelle le fil du pendule, lâché comme précedemment (m=45°), vient buter.
En admettant que le choc du fil du pendule sur la tige T s'effectue sans perte d'énergie, déterminer l'angle 
dont le pendule remonte après le choc avec la tige
Merci à l'avance
L'expression littérale est fausse :
La conservation de l'énergie s'écrit :
(1/2).m.v2 + m.g.L [1 - cos() = m.g.L [1 - cos(max)]
D'où
(1/2).m.v2 = m.g.L [cos() - cos(max)]
et
Quelles sont les vitesses pour = 30° et pour = 15° ?
Il est évident qu'à tout instant l'angle est 
max
La dernière phrase de la question 3 n'est pas claire. Peux-tu recopier très exactement ton énoncé pour cette question ; vérifie bien avant de poster !
Ok, la voici :
En déduire la formule littérale donnant la aleur v de la vitesse en fonction de ,m, g et l.Faire l'application numérique pour teta=30° et teta'=15°.
Je ne suis pas sûr de bien comprendre mais une interprétation possible est :
max = 30° angle au départ (pour lequel la vitesse est nulle)
' = 15° angle pour lequel on veut calculer la vitesse
Il suffit de faire l'application numérique avec l'expression que j'ai donnée le 17 à 18 h 43
J'ai répondu ce qu'est mon interprétation dans mon message d'hier à 10 h 11
max = 30° angle au départ (pour lequel la vitesse est nulle)
' = 15° angle pour lequel on veut calculer la vitessePour la vitesse : oui, à condition de ne pas oublier la racine carrée 
Pour la question 4 : raisonne avec les énergies ! L'énergie mécanique est constante ; à l'arrêt en position haute l'énergie cinétique est nulle ; donc... l'énergie potentielle... donc... la hauteur finale... Réfléchis à tout cela !
après réflexion, pour la 3/, je pense qu'il faut calculer v donc teta = 30 puis pour teta = 15.(avec tetam = 45)
Est-ce c'est possible?
je trouve alors :
pour teta = 30 : v=1.76 m/s
pour teta = 15 : v= 2.25 m/s.
est-ce que c'est ça?
parc ontre pour la 4/:
On place, sur la verticale de o, à la distance d=60.0cm, une tige métallique T sur laquelle le fil du pendule, lâché comme précedemment (tetam=45°), vient buter.
En admettant que le choc du fil du pendule sur la tige T s'effectue sans perte d'énergie, déterminer l'angle dont le pendule remonte après le choc avec la tige
quand tu parles de position haute : c'est où car la pendule va dans l'autre sens que teta!
Je ne comprends pas.
Ton message de 16 h 10 : il est probable que ton interprétation est correcte.
Tes résultats sont corrects.
___________________
Question 4 :
Imagine que la boule soit lâchée à droite de la verticale avec un angle max = 45°
Son départ est donc à une hauteur = L.[1 - cos(max)] = 29,3 cm au-dessus du point le plus bas.
S'il n'y a pas la tige, elle remonte à gauche, avec le même angle du fil par rapport à la verticale, en l'absence de frottements. Donc elle remonte à la hauteur 29,3 cm au-dessus du niveau de référence et l'angle du fil avec la verticale est encore max = 45°
Si l'on place une tige à 60 cm du point d'attache, donc à 40 cm au-dessus du niveau de référence, que va-t-il se passer ?
A quel niveau la boule va-t-elle remonter ?
Quelle sera alors la mesure de l'angle entre le fil et la verticale ?
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