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Equation horraires

Posté par
Lachieuse
05-06-10 à 12:36

Bonjour
je bute sur la correction de la question 2.3 d'un exercice qui est le suivant :


"  [...]
2. CHUTE DE LA BILLE

La bille quitte à la date t = 0 le plan en C avec une vitesse vC égale à 5,0 m.s-1 et de direction horizontale.

Equation horraires

2.1. Établir l’expression vectorielle de l’accélération de la bille à partir du bilan des forces.
2.2. Donner les composantes du vecteur accélération dans le repère orthonormé (D,X,Y).
2.3. Établir les équations horaires littérales X(t) et Y(t) du mouvement.
2.4. Déterminer les expressions littérale et numérique de l’équation Y(X) de la trajectoire de la bille.
2.5. En déduire l’abscisse du trou dans lequel tombe la bille.


la correction est la suivante :

À t = 0 s, la bille est en C (0 ; 0,050) avec une vitesse  horizontale (5,0 ; 0)coordonnées en m.s-1
Par intégration des coordonnées du vecteur accélération il vient :  (vx = Cte ; vy = –gt +Cte)
Soit  ( vC ; –g.t )
où G est le centre d’inertie de la bille,
par intégration des coordonnées du vecteur vitesse, on a :  X = vC.t + Cte et Y = –1/2 g.t² + Cte
X(t) = vC.t (1) Y(t) = –1/2 g.t² + YC (2)


je ne comprends pas à partir de "par intégration des coordonnées .."

pouvez vous m'expliquer
merci

Edit Coll : image placée sur le serveur de l' Merci d'en faire autant la prochaine fois !     

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 12:48

Bonjour,

L'accélération est la dérivée de la vitesse, qui est elle-même la dérivée de la position (l'accélération est donc également la dérivée seconde de la position) : 3$ \vec{a}=\frac{d\vec{v}}{dt}=\frac{d^2\vec{OM}}{dt^2}.

La seconde loi de Newton te fournit l'expression de l'accélération. Tu obtiens donc l'expression l'expression de la vitesse en intégrant cette dernière relation. Et une nouvelle intégration te fournit alors l'expression de la position.

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 12:48

J'ai oublié les balises LaTeX...

3$ \vec{a}=\frac{d\vec{v}}{dt}=\frac{d^2\vec{OM}}{dt^2}.

Posté par
Lachieuse
re : Equation horraires 05-06-10 à 14:07

oui je connais tout ca mais je n'arrive pas à retrouver leur résultat :


a : ax = 0
    ay = -g

v : vx = cste = v0x = cos vc
    vy = -gt + cste = -gt + sin vc

DM : x(t) =  cos vc  t + v0
     y(t) = -1/2gt² + sin vc t + v0

voilà comment je fais mais j'aboutis à rien ...

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 14:27

Qui est 3$ \alpha ?

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 14:35

Il faut impérativement respecter les notations de l'énoncé !

Ici, il n'est pas question de 3$ x et 3$ y mais de 3$ X et 3$ Y. Il n'est pas non plus question de 3$ v_0 mais de 3$ v_C.

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:12

(*) Système étudié : la bille de masse 3$ m ;

(*) Référentiel d'étude : le référentiel terrestre supposé galiléen ;

(*) Bilan des forces : son poids 3$ m\vec{g} ;

(*) Deuxième loi de Newton : 3$ m\vec{a}=m\vec{g} soit 3$ \vec{a}=\vec{g} ;

(*) Projection de la deuxième loi de Newton : on a 3$ \vec{a}=a_X\vec{i}+a_Y\vec{j} et 3$ \vec{g}=-g\vec{j}.

La projection de la deuxième loi de Newton sur 3$ (DX) s'écrit donc 3$ a_X=0 d'où, par intégration, 3$ v_X=C_13$ C_1 est une constante d'intégration. À 3$ t=0, la bille est en 3$ C avec une vitesse 3$ \vec{v_C}=v_C\vec{i} donc 3$ v_X(0)=C_1=v_C, d'où 3$ v_X=v_C. Une nouvelle intégration fournit 3$ X(t)=v_Ct+C_23$ C_2 est une constante d'intégration. À 3$ t=0, la bille est en 3$ C qui a pour coordonnées 3$ (0,Y_C) donc 3$ X(0)=C_2=0, d'où 3$ \fbox{X(t)=v_Ct} (équation 1).

La projection de la deuxième loi de Newton sur 3$ (DY) s'écrit donc 3$ a_Y=-g d'où, par intégration, 3$ v_Y=-gt+C_33$ C_3 est une constante d'intégration. À 3$ t=0, la bille est en 3$ C avec une vitesse 3$ \vec{v_C}=v_C\vec{i} donc 3$ v_Y(0)=C_3=0, d'où 3$ v_Y=-gt. Une nouvelle intégration fournit 3$ Y(t)=-\frac{1}{2}gt^2+C_43$ C_4 est une constante d'intégration. À 3$ t=0, la bille est en 3$ C qui a pour coordonnées 3$ (0,Y_C) donc 3$ Y(0)=C_4=Y_C, d'où 3$ \fbox{Y(t)=-\frac{1}{2}gt^2+Y_C} (équation 2).

(*) Équation de la trajectoire :

Pour obtenir l'équation de la trajectoire, il faut éliminer le temps. L'équation 1 fournit 3$ t=\frac{X(t)}{v_C}. Et en reportant dans l'équation 2, on obtient 3$ \fbox{Y(X)=-\frac{gX^2}{2v_C^2}+Y_C} (on reconnaît l'équation d'une parabole).

Posté par
Lachieuse
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:12

ok ok
je reprends

a : ax = 0
    ay = -g

v : vX = cste = vc
    vY = -gt + cste = -gt + vcy

DM : X(t) =  vcx  t + cste = vcx t + vc
     Y(t) = -1/2gt² + vcy t + cste = -1/2gt² + vcy t + vcy


comment on trouve la constante je croyais qu'elle était égale à vc ?

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:15

Pour trouver les constantes d'intégration, on utilise les conditions initiales.

Ici, il s'agit de 3$ v_X(0)=0, v_Y(0)=v_C, X(0)=0 et 3$ Y(0)=Y_C.

Pour le détail du raisonnement, voir mon message de 15:12.

Posté par
Lachieuse
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:18

j'ai compris sur tous les autres exercices et celui là me fait tout "décomprendre" comm si c'était une notion nouvelle

je vous remercie pour les explications

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:22

C'est bizarre, c'est toujours la même chose pourtant : la deuxième loi de Newton te donne l'accélération et tu intègres une fois si tu veux la vitesse et deux fois si tu veux la position.

À chaque intégration apparaît une constante d'intégration qui se détermine à l'aide des conditions initiales.



P.S. : S'il y a un point que tu ne comprends pas dans mon raisonnement, ou que tu souhaites seulement que je détaille un peu plus (même si c'est très détaillé déjà...), n'hésite pas

Posté par
Lachieuse
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:28

je pense avoir compris il faut juste que je trouve un exos qui lui ressemble pour voir si j'ai réellement compris,
pour moi la constante d'intégration était la meme que ce soit pour vx(t) ou x(t)
mais ca me semble plus clair maintenant

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:33

Citation :
pour moi la constante d'intégration était la meme que ce soit pour vx(t) ou x(t)

Ah bah non. Essaye de raisonner simplement sur l'homogénéité : la constante d'intégration qui apparaît dans l'expression de la vitesse est homogène à une vitesse et la constante d'intégration qui apparaît dans l'expression de la position est homogène à une distance ; n'ayant pas les mêmes dimensions, ces constantes ne peuvent pas être égales

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:37

Citation :
je pense avoir compris il faut juste que je trouve un exos qui lui ressemble pour voir si j'ai réellement compris


Tu as plein de sujets de BAC (sujets et corrigés) sur les projectiles disponibles sur labolycee.org : (les exercices sur les projectiles sont en orange).

Posté par
Lachieuse
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:39

oui je m'en enchaine 4 par soir là depuis une semaine ... il est super ce site, justement tous ceux qui j'ai fait sur ce site sur l'accélération je les ai réussi mais là c'était présenté différemment donc je me suis planté et embrouillé ...

merci

Posté par
masterrr
re : Equation horraires 05-06-10 à 15:49

D'accord. Bon courage pour les révisions alors

Et m**** pour le BAC !

Posté par
Lachieuse
re : Equation horraires 05-06-10 à 16:30

si seulement il n'y avait pas de maths ca irait ^^
à bientôt



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