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DM Service au Tennis

Posté par
mmdu59
16-04-17 à 15:18

Bonjour j'ai un exercice en DM mais je ne comprends pas l'énoncé...
Une balle modélisée par un point matériel de masse m=1.5*10-2 g est lancée verticalement vers le haut, d'un point A, avec une vitesse de valeur vo=6.0m.s-1.
Si on considère que les forces de frottements exercées par l'air sur la balle sont pratiquement nulles, de quelle hauteur au dessus du point de lancement la  balle s'élèvera-t-elle?

1) Application de la deuxième loi de Newton:
Déterminer la direction et le sens du vecteur accélération de la balle pendant la phase de lancement.
A partir de l'expression de l'accélération établir les équations horaires v(t) et z(t) pour trouver la position du point B.
Réaliser un schéma de la situation et faire apparaître les données du texte, ainsi que B, le point le plus haut. Préciser le référentiel et le système étudié. Indiquer clairement le repère choisi et la loi de physique qui sera utilisée.

2) Méthode énergétique
Comment varie l'énergie mécanique si aucune force non conservatrice est appliquée au système étudié? En déduire la position du point B.
Faire schéma de la situation en faisant apparaître les données du texte et le point B.
Préciser le référentiel et la loi physique qui sera utilisée. Introduire les grandeurs énergétiques nécessaires pour établir de quelle hauteur la balle s'élèvera au-dessus du point de lancement.


3) Cas réel
En réalité la balle s'élève jusqu'en B' situé à 1.5m au dessus de A
Comment varie l'énergie mécanique si une force de frottement est appliquée au système étudié?
Calculer la variation de l'énergie mécanique de la balle entre A et B'. Analyser les transferts d'énergie entre la balle et le milieu extérieur.
Faire un schéma de la nouvelle situation en indiquant les données du texte. Ecrire la relation littérale correspondante et conclure en terme de forces conservatrices ou non.

Je ne parviens pas à me représenter la situation et les questions ne me parlent pas du tout....

Posté par
mmdu59
re : DM Service au Tennis 18-04-17 à 15:02

S'il vous plait je seche totalement...

Posté par
cercus
re : DM Service au Tennis 18-04-17 à 18:27

1/ Que dit la deuxième loi de Newton ?

2/ Que dit l'énergie mécanique ?

Posté par
mmdu59
re : DM Service au Tennis 19-04-17 à 13:51

voila ou j'en suis:
1) Système: bille
Référentiel terrestre supposé galiléen
On néglige les forces de frottements donc seul le poids intervient.
Appliquons la 2e loi de Newton:
Fext=m*a (vecteur pour F et a)
P=ma   (vecteur pour P et a)
  mg=ma  (vecteur pour g et a)

Projetons la relation sur l'axe Oz:
a=-g   (je ne sais pas expliquer la projection)

Par intégration: vz=-gt+constante1
vz=-gt+vo

Par intégration: z=1/2(-gt²)+vot+Constante 2
Et la je bloque...

2) Le poids étant une force conservatrice, on peut appliquer la conservation de l'énergie mécanique. L'énergie potentielle mise en jeu sera l'énergie potentielle de pesanteur Epp. D'après la conservation de l'énergie mécanique, l'énergie mécanique de la balle en A est égale à l'énergie mécanique de la balle en B.
Em(A)=Em(B)
Ec(A)+Epp(A)=Ec(B)+Epp(B)
1/2(mvo²)+0=1/2(mvB²)+mgzB
Or dans le cas de mouvements verticaux la vitesse s'annule quand l'altitude est maximale. Donc vB=0
1/2(mvo²)=mgzB
zB=vo²/2g

Application Numérique: zB=6²/(2*9.8)=1.8m

Pour les schémas je ne sais pas du tout quoi faire... Surtout pour le 2 on me dit de représenter les énergies sur le schéma...



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