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Etude d'un lancer de poids (loi de Newton)

Posté par
lavienphysique
02-01-14 à 00:58

Bonjour

Pouvez vous SVP m'apporter votre aide pour la résolution de cet exercice merci d'avance. Je vous communiquerais au fur et à mesure mes solutions mais pour l'instant je suis complètement perdu

Enoncé:  

"Un athlète lance un poids .A la date t=o, correspondant à l'instant du lancer, le poids se trouve à un hauteur h de 2,00m au dessus du sol et part avec une vitesse initiale de valeur égale à 14 ,0 m par seconde, faisant un angle alpha de 35,0 degré par rapport à l'horizontale. Le poids est assimilé à un point matériel. Le champ de pesanteur terrestre est considéré uniforme.
a. Faire un schéma représentant la situation.
b. Déterminer les coordonnées du vecteur accélération
c. Déterminer les coordonnées du vecteur vitesse.
d. Déterminer les coordonnées du vecteur position
e. Calculer  la portée du tir"

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 01:39

Bonsoir je vais tenter de t'aider, le temps que je fasse le schémas
Je te donne des pistes de réflexion pour les autres questions :

b) Pour avoir les coordonnée du vecteur accélération du doit faire la liste des force appliquer au système étudier

Donc tu nomes le système
Tu listes les force appliqué
Tu fait référence à la 2nd lois de newton ainsi qu'aux condition qu'il faut pour pouvoir l'appliquer

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 01:57

Voila un schémas possible

Etude d\'un lancer de poids  (loi de Newton)

Posté par
J-P
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 13:48

Repère : Origine au sol à la verticale du point où le poids est lancé.
Axe des abscisses : horizontal
Axe des ordonnées : vertical vers le haut.
Le plan Oxy est confondu avec le plan de la trajectoire du poids.


vecteur(a) : (0 ; -g)

vecteur(v) : (Vo.cos(alpha) ; vo.sin(alpha) - g.t)

vecteur(p) : (Vo.cos(alpha).t ; h + vo.sin(alpha).t - g.t²/2)
-----

portée = Vo.cos(alpha).t1 avec t1 > 0 tel que h + vo.sin(alpha).t1 - g.t1²/2 = 0

h + vo.sin(alpha).t1 - g.t1²/2 = 0
2 + 14.sin(35°).t1 - 9,81.t1²/2 = 0

t1 = 1,8567... s

portée = 14.cos(35°).t1 = 21,3 m
-----
Recopier sans comprendre est inutile.

Sauf distraction.  

Posté par
lavienphysique
completement d'accord 02-01-14 à 13:52

"Recopier sans comprendre est inutile"
Je suis d'accord ça sert à rien surtout pour les DS et le BAC
C'est pour ça que j'essaye des comprendre avant de vous proposer mes réponses

Posté par
lavienphysique
pour le début de l'exercice 02-01-14 à 14:26

Ce que tissadu69 me dis de faire est essentiel pour chaque exercice de méca avant même de répondre aux questions:

système :le poids
Référentiel: terrestre supposé galiléen
Forces: -Poids du système
        -Réaction au support?
        -Frottement de l'air?
principe appliqué: la 2ème loi de Newton

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 14:42

Citation :
Recopier sans comprendre est inutile.


Oui tout à fait d'accord !
Je voulais  faire l'exercice avec lavienphysique et ça m'aurais fait réviser au passage
Mais au moins on est sure du résultat j'aurais peut-être donner des indication fausses

Tu as tout compris lavienphysique?

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 14:49

Citation :
système :le poids
Référentiel: terrestre supposé galiléen
Forces: -Poids du système
        -Réaction au support?
        -Frottement de l'air?
principe appliqué: la 2ème loi de Newton


Système : ok
Référentiel : ok !
Force : Poids du système oui
       Reaction du support : Il n'y a pas de support ici donc pas de reaction
       Frottement de l'air : oui il y en a en théorie et sauf indication contraire dans les exercices de TS on n'en tiens pas compte et on dit qu'elles sont négligées (les pauvres )

Posté par
lavienphysique
pas encore 02-01-14 à 14:51

je suis entrain d'essayer de comprendre mais je ne comprend pas tout .
Mais au moins avec ce que j'ai compris je vais faire un sorte que ma rédaction paraisse crédible

Enfaite pour les forces appliquées tu en penses quoi tissadu69 ?

Posté par
lavienphysique
désolé 02-01-14 à 14:53

"Enfaite pour les forces appliquées tu en penses quoi tissadu69 ?"

Je suis bête tu m'a déjà répondu

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 14:53

Citation :
ma rédaction paraisse crédible

De toute façon tu est obliger de (BEAUCOUP) plus  détailler pour que ton DM soit valable (et pour le bac aussi)

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 14:54

Citation :
Je suis bête tu m'a déjà répondu

Tu devais être en train de lire ou d'écrire quand j'ai répondu c'est pour ça que tu n'as pas vue

Posté par
lavienphysique
Merci 02-01-14 à 14:54

Merci beaucoup

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 14:58

Pour le vecteur accélération montre moi comment tu obtiens (si tu es d'accord avec ça :
 \vec{a} (0 ; -g)

Posté par
lavienphysique
vecteur(a) : (0 ; -g) ? 02-01-14 à 16:19

sachant t=o
et que la masse est constante donc la somme des force est égale à ma

donc vecteur(a) : 0
                  0
                  -g)
N'est-ce pas J-P ???

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 16:23

Mwé bof bof l'explication ^^

Les forces appliquer au systèmes sont le poids et les frottement de l'air, mais comme ces derniers sont négligés on ne prend en compte que le poids.
  On se trouve dans un système supposé galiléen donc on peut appliquer la deuxième loi de newton ...Qui est ?
à toi la suite :  

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 16:33


  "On se trouve dans un système supposé galiléen donc on peut appliquer la deuxième loi de newton ...Qui est :"
somme des forces = ma

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 16:44

Oui mais je te demande de rédiger la suite  tu continue jusqu'à ce qu'il y ai quelques choses qui te bloques comme ça sur que tu as bien compris

\sum \vec{F} =m\vec{a} =\vec{P}= m\vec{g} \Longleftrightarrow  \vec{a} =\vec{g}

d'où     \vec{a} (0 ; -g)


continue avec le vecteur V pour voir si tu sais le retrouver ..

Posté par
lavienphysique
Ah ok ! 02-01-14 à 16:56

Excuse moi j'avais pas compris que c'est ça que tu attendais de moi ,je l'ai déjà fait sur ma feuille de rédaction.

Mais pourquoi vous écrivez  
vec{a} (0 ; -g)?

c'est pas vec{a}(ax(t)=0 ; ay(t)=0 ; az(t)=-g)?

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 17:13

Si, en toute rigueur  on à bien ce que tu as écrit  ou bien :
\vec{a}_{(t=0)} =\left\lbrace\begin{array}l a_xt= 0 \\ a_yt= 0\\ a_zt= -g \end{array}\right.

ça dépend si  tu à l'habitude d'écrire tes vecteurs  en ligne ou en colonne

Mon écriture "  \vec{a} (0 ; -g) " signifie à peu près la même chose  sauf que je n'écrit que les coordonnée pour x et Z puisque pour y elle vaudras zéro tout le long de l'exercice

Posté par
lavienphysique
coordonnées du vecteur vitesse 02-01-14 à 17:15


Par intégration du vecteur(a)

vecteur(v) : (Vo.cos(alpha) ; vo.sin(alpha) - g.t)
j'ai mis les détails sur ma feuille de rédaction

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 17:18

Si tu as compris toutes les étapes pas besoins de les écrire, reviens si tu as un soucis avec cet exercice!
Sinon bonne soirée

Posté par
lavienphysique
calcul de la portée 02-01-14 à 17:33

je sais aussi rédigé le calcul de la portée
Mais cependant j'aurais besoin de ton aide pour une analyse dimensionnelle sur un autre topic car le multi post est interdit.
Dis moi STP si tu acceptes de m'aider?

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 17:36

Je peux voir si je pourrais t'aider c'est quoi le nom du topic ?

Posté par
lavienphysique
Analyse dimensionnelle 02-01-14 à 17:50

Il s'appelle "Analyse dimensionnelle"

Posté par
J-P
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 02-01-14 à 17:56

Il ne faut pas faire de l'overdesign pour le plaisir.

Une des premières choses à faire est de définir un repère ...
On peut, en le faisant, expliquer pourquoi deux axes de coordonnées suffisent ... Et il faut préciser ces axes et l'origine du repère.
On doit aussi définir l'origine de l'horloge, c'est à dire quel instant du phénomène étudié on choisit pour t = 0.

Et ensuite, plus question de s'encombrer avec des coordonnées dans d'autres directions que celles des axes choisis dans le repère.

Posté par
lavienphysique
calcul de la portée par J-P 05-01-14 à 18:14

"portée = Vo.cos(alpha).t1 avec t1 > 0 tel que h + vo.sin(alpha).t1 - g.t1²/2 = 0

h + vo.sin(alpha).t1 - g.t1²/2 = 0
2 + 14.sin(35°).t1 - 9,81.t1²/2 = 0

t1 = 1,8567... s

portée = 14.cos(35°).t1 = 21,3 m"
Je pensais avoir tout compris mais en revenant sur l'exercice je ne vois pas comment J-P a trouvé t1 = 1,8567... s j'ai calculé le discriminant mais j'ai trouvé t1=2s non 1.8567...s

Si quelqu'un pouvait m'éclairer ce serait sympa

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 18:43

Bonsoir lavienphysique
Que trouve tu pour le discriminant ?

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 18:54

Bonsoir  tissadu69
avec t1=x et-4.905x^2+10.4x en arrondissant  à -5x^2+10x
j'ai trouvé deltat=100

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 18:57

Ton résultat est du aux arrondis
Une valeur plus juste de delta est environs 103.72

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 19:02

sans arrondi j'ai
t1=x
1/2*(9.81)*x^2+14.0*0.6*x+2=0
-4.905*x^2+8.4*x+2=0
-4.905x^2+8.4x+2=0

delta=47.64
x1=1.55 et x2=0.15

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 19:07

Normalement c'est

 \\ \Delta = (14\sin(35))^2+4 \times 9.81 =103.72206
 \\ 
 \\ t_1= \frac{-14\sin(35)-\sqrt{\Delta}}{-9.81}=  1.8567...s

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 19:12

ok je reprend tout sans "chichi" sans arrondi et je te dis si je trouve le meme résultat que toi  
PS: merci beaucoup dès que tu es connecté tu réagis très vite et c'est sympa

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 19:16

Citation :
PS: merci beaucoup dès que tu es connecté tu réagis très vite et c'est sympa

J'attend moi même de l'aide de la part des autre utilisateur et en attendant j'aide ceux que je peux

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 20:29

Enfaite tissadu69
j'ai trouvé delta= 103.72206
en posant bien mon calcul
a=-4.905 ; b=14.0*sin(35) ;c=2
Merci encore

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 20:32

je n'ai pas  mais comment J-p a trouvé ,portée=V0*cos(35)*t1 Est-ce grave d'après toi?

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 20:57

Tu ne sais pas retrouver la formule ou la valeur ?

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 21:12

enfaite j'ai écrit directement
portée=V0*cos(35)*t1
après j'ai j'ai calculer t1=1.85
ensuite je l'ai remplacé dans la formule portée=V0*cos(35)*t1  
Mais je me demande si il ne fallait pas démontrer comment trouvé la formule

portée=V0*cos(35)*t1

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 21:28

Jvais essayer de t'expliqué ce que J-P à fait,

Tout d'abord il faut savoir ce qu'est la portée, c'est la distance à laquelle le poids lancé atterrie, c'est donc la position à laquelle il arrive à la fin de sa trajectoire

Quand le poids touche le sol c'est que ton vecteur position à pour ordonnée zéro (il touche le sol quand  c'est à dire pour quelle t1 on a yp= 0 donc il faut calculé quand yp=0

Citation :
vecteur(p) : (Vo.cos(alpha).t ; h + vo.sin(alpha).t - g.t²/2)

tu as yp= h + vo.sin(alpha).t - g.t²/2 =0


Maintenant que tu sais quand il atterrie tu cherche où, donc tu cherche pour quel xp
Citation :
vecteur(p) : (Vo.cos(alpha).t ;h + vo.sin(alpha).t - g.t²/2)


tu as xp= Vo.cos(alpha).t
Application numérique

....Tu as compris ? j'explique peut être un peu mal ^^

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 21:30


Remarque n'appelle pas ton vecteur position "\vec{p}"
Cette notation est pour le vecteur poids ou quantité de mouvement

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 23:18

je crois que j'ai compris
(Vo.cos(alpha).t ; h + vo.sin(alpha).t - g.t²/2)
:sont les coordonnées du vecteur position

xp :la disantce à laquelle xp=0

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 05-01-14 à 23:26

Citation :
je crois que j'ai compris
(Vo.cos(alpha).t ; h + vo.sin(alpha).t - g.t²/2)
:sont les coordonnées du vecteur position


Oui

Citation :
xp :la disantce à laquelle xp=0

Non .... xp=21.3m est la distance quand   yp=0

Posté par
lavienphysique
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 06-01-14 à 01:00

"Citation :
xp :la disantce à laquelle je voulais dire à yp=0"

Posté par
tissadu69
re : Etude d'un lancer de poids (loi de Newton) 06-01-14 à 13:55

C'est vrais seulement pour xp=21.3m



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