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Energie cinétique potentielle mécanique

Posté par
guigui66000
05-01-17 à 20:02

Bonjour,
Je suis une formation en cours du soir dans le but d'obtenir le DAEU B (scientifique).
Je peux aider les étudiants en maths physique du niveau de seconde/1ére..
J'ai besoin d'aide concernant un exercice s'il vous plait.
J'ai du mal à résoudre l'exercice par ce qu'il ne nous donne pas la masse du système.
Énoncé:
Colt Silvers est au volant de sa voiture et s'élance à pleine vitesse vers un tremplin, dont la longueur L est de 25 m, avec pour objectif de battre le record du monde de saut en longueur en voiture . Ce record est actuellement de 100m.

Pour son premier essai, lorsqu'il quitte le tremplin, sa vitesse IIVoII est de 150Km/h et le tremplin est incliné d'un angle A (alpha) = 10°.

Question 1:
Calculer la hauteur h.
(h correspond à la distance entre le sol (0m) et l'endroit où la voiture quitte le tremplin (aka la hauteur max du tremplin) .

Question2:
Calculer l'energie cinétique, l'energie potentielle et l'energie mecanique de la voiture au moment où elle quitte le tremplin.

Question3:
Etablir les équations horaires du mouvement du "saut" de la voiture.

Question4:
Le record du monde est-il battu ?

Pour un deuxième essai, Colt fait incliner le tremplin à 25°. Cependant, il ne quitte le tremplin qu'avec une vitesse de 120 km/h.

Question5:
Le record est-il battu ?

Question subsidiaire :

Calculer l'angle que fait le vecteur vitesse avec l'horizontale lorsque la voiture touche le sol.
Cet exercice contient un shéma de la voiture du trempli dans un repère (O,Ox,Oy)

J'ai su répondre à la première question:
D'après le théorème de Thalès on sait que:
L2=h2+IIOAII2  
(OA) correspond à la distance AU SOL entre l'endroit où la voiture quitte le tremplin.
cosÂ=OA/L
On a donc: h2=L2-(cosÂxL)2
D'où: h=4,34m  (On écartera logiquement la valeur "-4,34m" car elle ne peut pas être solution dans ce cas là.)

Corrigez moi si je me trompe merci.
Cordialement,

Guillaume./

Posté par
gbm Webmaster
re : Energie cinétique potentielle mécanique 05-01-17 à 20:14

Salut,

Ceci devrait t'aider à démarrer :

Posté par
guigui66000
re : Energie cinétique potentielle mécanique 06-01-17 à 16:13

Merci GBM, j'ai pu trouvé ce sujet sur le net moi aussi et je l'ai lu attentivement mais en fait ca m'arrange pas trop parce que la diffèrence entre ce sujet et le mien c'est que dans le mien il ne donne pas la masse de la voiture .. donc je suis perdu je vois pas comment on pourrait calculer  l'Ec, l'Epp et l'Em..  Je sais que Em= Epp+Ec. Et que Ec est proportionnelle à la masse et pas à la vitesse c'est bien ca ?
Il doit y avoir une astuce que je vois pas..

Posté par
guigui66000
re : Energie cinétique potentielle mécanique 06-01-17 à 16:15

Je suis dsl mais il existe pas un site où je pourrais obtenir une correction standard/scolaire de cet exo ? moyennant paiement si il faut bien-sur..
Cordialement,

Posté par
gbm Webmaster
re : Energie cinétique potentielle mécanique 06-01-17 à 18:46

Pourquoi souhaites-tu payer pour obtenir une correction alors que tu as les capacités de le résoudre par toi-même .

Ce n'est d'ailleurs pas le principe de ce forum.

Question 1 :
Je ne comprends pas pourquoi tu souhaites appliquer Thalès --> fais un schéma de la situation, c'est un simple calcul de trigonométrie : un triangle rectangle, un angle, un hypoténuse.

Question 2 :

*Système = voiture + pilote
*Référentiel = le sol, RTSG
*Bilan des forces appliquées au système =
- poids du système
- on suppose qu'on néglige les forces de frottements exercées par l'air sur la voiture.

L'énoncé te donne la vitesse initiale --> Ec = 1/2.m.v²

m = masse voiture + pilote => tu es sûr de ne pas avoir l'information ?

Puis tu as calculé la hauteur h --> Epp = m.g.h

Question 3 :
c'est du cours.
Cf. rappel dans la fiche qui suit : Mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur

Question 4 :
simple application numérique sur la portée du projectile

Question 5 :
idem.

Posté par
J-P
re : Energie cinétique potentielle mécanique 07-01-17 à 10:21

En relisant et comprenant les infos et le lien donnés par gbm ... voila une grosse aide (mais sans explications) pour le début de l'exercice.

Il faut essayer de relier cette aide aux explications du lien ... et savoir en comprendre les différences (par exemple les modifications dues au fait que le départ du saut ne part pas de l'altitude du sol)

1)
h = L*sin(A)

2)
Ec = 1/2.m.v²
Epp = mgh (avec la référence des Epp nulles au niveau du sol)
Em = Ec+Epp = m * (v²/2 + g.h)
Em = m * ((150/3,6)²/2 + 9,81 * 35 * sin(10°) = 911*m (avec Em en J et m en kg)

3)
x(t) = Vo.cos(A) * t
y(t) = h + Vo.sin(A) * t - gt²/2

4)
x(t1) = Vo.cos(A) * t1
4,34 + (110/3,6).sin(10°) * t1 - 9,81.t1²/2 = 0 (impact au sol) (avec t1 > 0)

t1 = 1,6259 s
x(t1) = (110/3,6).cos(10°)*1,6259 = 48,9 m

Record pas battu.

Suite pour toi (après compréhension de ce qui précède ... évidemment)

Sauf distraction.  

Posté par
gbm Webmaster
re : Energie cinétique potentielle mécanique 07-01-17 à 14:35

Salut J-P,

Nous arrivons aux mêmes conclusions. A ceci près que j'espère que guigui66000 se donnera la peine de le comprendre, car il est ultra-classique.

Ce qui m'embête par ailleurs, c'est l'absence complète de la masse du système dans l'énoncé de l'exercice ... C'est moi ou les exercices ont des énoncés de moins en moins clairs ou incomplets ?



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