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Etude du lancer d'une balle

Posté par
Devoirs33
29-12-21 à 13:03

Bonjour

J'aimerai qu'on me guide durant cet exercice avec lequel j'ai du mal. Merci.

On lance une balle qui est soumise à son poids P. Une caméra enregistre son mouvement dans le champ de pesanteur terrestre.

Un logiciel a permis de décomposer le mouvement image par image et ainsi de relever ses positions successives occupées par la balle, à diverses instants.

1) Complétez le tableau en calculant les coordonnées vx et vy des points 3,4, 5 ainsi que 6.Etude du lancer d\'une balle

On me rappelle également que v(t3) = M2M4 / t4-t2

d'où : vx(t3) = x4 - x2 / t4 - t2 et vy(t3) = y4 - y2 / t4 - t2
Détails des calculs :
J'ai fait : vx(t3) = ( 0, 330 - 0,161 ) / (0,16 - 0,08) = 2,1125 = 2,11
vy (t3) = (0,536 - 0,308) / ( 0,16 - 0,08) = 2,85

vx(t4) = 2,1125 = 2,11        vy(t4) = 2,45
vx(t5) = 2,175 = 2,17           vy(t5) = 1,95
vx(t6) = 2,125 = 2,12            vy(t6) = 1, 5625 = 1,56 ?

2) Placez les points 3,4,5 ainsi que 6 et tracez les vecteurs respectifs.

J'ai placé les points mais pas encore les vecteurs : Etude du lancer d\'une balle

3) Ecrire le vecteur v4, au point 4 et donnez ses caractéristiques.
4) Si la balle est en chute libre ( mballe = 100g) ,quelles sont les caractéristiques de la force à laquelle est soumis la balle ?
5) Enfin, comparez le sens et direction de cette force à la force du vecteur 4

Merci pour votre aide.

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 13:50

Bonjour,

C'est bien parti.
1) on ne garde que 2 chiffres apres la virgules (3 chiffres significatifs)

2) ca a l'air correct. A part peut -etre le point 4, un peu bas? (à verifier sur ton graphique).

Où bloques-tu au juste?

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 14:05

Merci de m'avoir répondu

1) D'accord
2) Oui, merci. J'ai rectifié le point 4.


On me donne également les coordonnées :
Coordonnées:                                                  Vitesses :
En x : 1 cm <--> 0,05 m                                  Vx : 1 cm <--> 1 m.s^-1
En y : 1 cm <--> 0,05 m                                  Vy : 1 cm <---> 1 m.s^-1

Je bloque pour tracer les vecteurs vitesses.
Par exemple pour le vecteur vitesse 3, j'ai fait :
v3 =  M2M4 / t4 - t2

Je mesure M2M4 sur le papier :  5,6 cm
t4 - t2 = 0,16 - 0,08 =  0,08
v3 =  M2M4 / t4 - t2 = 5,6 / 0,08 = 70 m.s^-1
Mais, ensuite je n'arrive plus à procéder.

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 16:36

On te donne les echelles pour la position et la vitesse.
Donc attention à bien faire les conversions entre les longueurs mesurées en cm sur le dessin et les grandeurs réelles (x, y, Vx, Vy)

V3 ne vaut pas 70 m/s.

D'autre part, tu as deja calculé les composantes de 3 dans la question 1, donc tu peux tracer directement ce vecteur (APRES conversion de Vx et Vy en cm)

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 16:45

J'ai converti : vx(t3) = = 2,11 = 211 cm
vy (t3) =  2,85 = 285 cm

Dois-je ne pas utiliser l'échelle ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 17:04

Ta conversion n'est pas bonne.

1 cm <=> 1 m/s

Donc si Vx(t3) = 2,11 m/s cela correspond à quelle longueur sur le dessin?

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 17:15

1*2,11 / 1 = 2,11 cm

Je fais la même chose pour vy(t3) :  1*2,85 / 1 = 2,85 cm

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 17:32

Oui donc tu en deduis comment tracer le vecteur 3

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 17:32

Mais combien de cm fera le vecteur vitesse v3 sachant qu'on a vx(t3) et vy(t3) ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 17:38

Tu n'en as pas besoin. Tu as les composantes du vecteur.
Donc en partant du point 3, tu traces un trait horizontal vers la droite de 2,1 cm puis un trait vertical de 2,8 cm vers le haut ce qui te donne l'extremité du vecteur vitesse 3 (issu du point 3)

Et la reponse a ta question est:
||3|| = (...)

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 17:52

D'accord :
Désolée pour la rotation de l'image, je n'arrive pas à le mettre à l'endroit

Etude du lancer d\'une balle

**malou edit > image tournée**rafraîchir la page**pour obtenir une image correctement orientée, tourne ton téléphone de 90° **

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 18:38

il manque le vecteur vitesse.

Si je te dis de tracer le vecteur (2,1 ; 2,8) au point 3, comment fais-tu?

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 19:18

v( x ; y )
v(2,1 ; 2,8)

Je trace une droite horizontale à 2,1 dans l'axe des abscisses et une droite verticale à 2,8 dans l'axe des ordonnées
Le point d'intersection est le point 3
Mais je sais que pour tracer les vecteurs vitesses, je procède ainsi :
Je mesure sur le papier M2M4, j'utilise l'échelle.
Je calcule sa vitesse avec v3 = M2M4 / t4 - t2

Enfin, j'utilise l'échelle énoncée.

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 21:34

3 (2,1 ; 2,8) en cm

Donc on trace le vecteur de la facon suivante, non?

Etude du lancer d\'une balle

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 22:42

Oui, tout à fait

Mais si je le fais sur le point 3, je n'obtiens pas un " triangle rectangle "

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 29-12-21 à 23:00

Le triangle est rectangle par construction (voir mon dessin)

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 10:19

D'accord

Dans ce cas, j'obtiens ceci, mais ce n'est pas cohérent :Etude du lancer d\'une balle

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 10:34

Je ne comprends pas ce que tu fais.
Le trait vertical est tracé au bout du trait horizontal, pas au point 3

C'est une simple somme de vecteurs, comme tu as appris en maths, en geometrie:
3 = Vx + Vy

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 10:43

Je rectifie et je trouve : Etude du lancer d\'une balle

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 11:47

Oui

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 12:11

D'accord

Puis-je effacer les traits de constructions tels que les 2 côtés du triangle ?

Voici ce que j'ai fait pour le vecteur vitesse 4 :

Etude du lancer d\'une balle

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 13:11

Tu peux les effacer
Il manque la fleche du vecteur 4

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 14:14

D'accord

Sauf erreur de ma part, j'ai bien mis la flèche du vecteur 4 ainsi que du 3. Je le mettrai plus en évidence. J'ai tracé tous les vecteurs vitesses. Qu'en pensez-vous ? :

Pour la question 3, je dois dessiner v4

D'après le tableau,le temps en seconde du vecteur 4 est de 0,16.

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 14:18

      

Etude du lancer d\'une balle

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 17:00

Les vecteurs vitesse ont l'air bon.

Que vaut 4 par def. ?

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 17:05

D'accord

v4 = v5-v3

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 17:10

Désolée : J'ai mis 2 symboles devant le vecteur vitesse  5 et 3. C'est faux

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 18:50

Je ne pense pas. Vérifie dans ton cours.

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 19:38

Le vecteur variation de vitesse au point 4 est
v4 = v5 - v3

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 19:42

Avec les flèches sur les v

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 20:46

Je dirais plutot: 4= 4 - 3

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 30-12-21 à 20:54

D'accord

J'ai dit cela car selon mon cours : v2 = v3 - v1

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 31-12-21 à 09:47

Si ton cours le definit ainsi, alors: 4 = 5 - 3

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 31-12-21 à 11:16

D'accord

Cela veut dire qu'il y a plusieurs possibilités de définir le vecteur variation de vitesse ?

v4 = v5 - v3

Pour le dessiner, je trace les vecteurs instantanée aux point M5 et M3.
Je les ai déjà fait à la question 2 sauf erreur de ma part

Mais je bloque pour dessiner v4

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 31-12-21 à 12:47

Oui, il y a plusieurs facons de definir

Ici tu connais les composantes des vitesses donc le plus simple est de calculer les composantes de 4

ou alors tu fais le tracé indiqué dans ton cours, cad que tu reportes -3 à l'extremite de 5 pour en deduire 4

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 31-12-21 à 13:24

J'essaie de faire la deuxième méthode, je l'ai fait à l'extrémité pour le mettre en évidence.  
Voici ce que je trouve :

En quoi consiste la première méthode ?

Etude du lancer d\'une balle

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 31-12-21 à 14:30

Il faut reporter -3 avec precision et surtout à l'extremité de 5
Puis reporter 4 au point 4

Ca doit donner a peu pres ca:

Etude du lancer d\'une balle

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 31-12-21 à 19:13

Je trouve ceci

Etude du lancer d\'une balle

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 11:54

Il faut reporter -3 avec precision et surtout à l'extremité du vecteur 5 (et non pas au point 5)
Puis reporter 4 au point 4

Mais le plus simple ici, est de calculer les composantes de 4 = 5 - 3

On a: 5( 2,17 ; 1,95) en cm
3 (2,11 ; 2,85)

Donc 4 ( 2,17 - ... ; 1,95 - ....)

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 12:00

v4 ( 2,17 - 2,11 ; 1,95 -2,85)
v4(0,06 ; -0,9)

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 12:06

Oui, donc le tracé est immediat puisque 4 ( 0 ; -0,9) en cm, donc c'est un vecteur vertical dirigé de ... en ...

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 12:13

Il sera au point 4

Caractéristiques :
Point d'application : M4
Sens : Dirigé vers le bas
Direction : verticale
Norme : C'est la longueur de v4

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 12:51

Oui, et la norme vaut ... m/s (c'est la valeur de la vitesse qui nous interesse en physique)

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 12:53

Corr.
c'est la valeur de la variation de vitesse qui nous interesse en physique

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 12:58

D'accord

Pour avoir la norme : j'ai vx(t4) = 2,11 m/s ; vy(t4) = 2,45 m/s

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 13:21

Attention, ici on traite de la variation de vitesse 4, et non pas de la vitesse 4

et

Devoirs33 @ 01-01-2022 à 12:00


4(0,06 ; -0,9) (0 ; -0,9) en cm


Donc sa norme vaut: .... en cm, à convertir ensuite en m/s

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 13:24

La norme est de - 0,9 cm.

Comment convertir cela en m/s ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 13:32

Une norme négative???

Pour convertir, revois ce que tu as deja fait à la question 2 (on t'a donné les echelles)

Posté par
Devoirs33
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 13:35

Justement, je pensais que c'était 0,9 cm mais dans les coordonnées, c'était -0,9 cm.

y = 0,9 cm

Vy : 1 cm <--> 1 m/s
          0,9 cm <--> 0,9 m/s
C'est immédiat ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Etude du lancer d'une balle 01-01-22 à 13:47

Une norme est toujours positive ou nulle.
Ici le vecteur a une composante nulle donc la norme est la valeur absolue de la 2e composante, donc +0,9 cm.

Et on a effectivement: || 4|| = 0,9 m/s apres conversion

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