Bonjour, alors voilà j'ai un exercice à faire pour la rentrée mais je n'y arrive pas vraiment...
Voici l'énoncé :
Le 30 juillet 2016, le cascadeur Luke Aikins (de masse m = 75,0 kg) a effectué un saut vertical sans parachute depuis une altitude de 7 620 m. Il s'est laissé tomber sans vitesse initiale.
Après Δt = 120 s de chute, il a été réceptionné par un filet à 76 mètres du sol. Sa vitesse était alors de 53,6 m.s-1.
a) En supposant qu'il ne subit que son poids, déterminer les équations horaires de sa vitesse et de sa position.
b) Montrer que sa chute dure T1 = 39.2 s. En déduire la norme de sa vitesse finale.
c) Retrouver cette valeur en utilisant l'énergie mécanique.
d) comparer T1 avec t, et la norme de la vitesse calculée avec celle donnée dans l'énoncé. Quelle hypothèse est fausse pour des chutes aussi hautes ?
Alors voilà pour la question b), je comptais utiliser 0,5 gt2=H-h mais on ne connait pas g...
En vous remerciant d'avance pour votre aide !
De ce fait en faisant le calcul, t=(2(H-h)/g), on obtient t=(2*(7620-76)/9,81)=39,21 soit environ 39,2 s, valeur donnée dans l'exercice, donc c'est bon
Pour la question c), on sait que la norme de la vitesse s'exprime par [Vx(t)]2+[Vy(t)2
Une fois qu'on a ceci, je ne sais pas quoi faire pour avoir la norme...
En vous remerciant d'avance !
D'accord, alors pour la question a),
D'après la 2e loi de Newton, F=mg=ma, et donc g=a.
Le mouvement de ce système est étudié dans un référentiel terrestre suppose galiléen.
Le vecteur accélération a comme coordonnées cartésiennes : ax=0 et az=-g.
Or le vecteur a = (d)/dt donc
= vx=Cx et vz=-g.t+c
On sait que v0= vx0=v0.cos() et vz0=v0.sin(
)
On obtient donc par identification l'équation horaire de sa vitesse : = vx=v0.cos(
) et vz=-g.t+v0.sin(
)
Or =(dOG/dt), on a donc vecteur OG = x=v0.cos(
).t+Dx et z=-0,5g.t2+v0.sin(
).t+Dz
On sait que vecteur OG = x0=0 et z0=0
On obtient donc par identification l'équation horaire de sa position :
Vecteur OG= x=v0.cos().t et z=-0,5g.t²+v0.son(
).t
Mercii pour votre aide !
Tu as traité le cas d'un mouvement parabolique dans un plan vertical avec une vitesse initiale formant un angle α avec l'horizontale.
Mais ici il s'agit d'une chute libre verticale sans vitesse initiale.
Il en résulte que les équations horaires de la vitesse et de la position sont fortement simplifiées.
On choisit le plus souvent comme repère un axe unique Oy vertical dirigé vers le bas et dont l'origine se trouve au niveau du sol.
Il te faut exprimer la vitesse et la position en fonction du temps :
v(t) = ......................
et
y(t) = .......................
Si on choisit comme repère un axe vertical orienté vers le haut ( et non vers le bas comme j'ai dit précédemment ) avec origine au niveau du sol :
v(t) = - g t
y(t) = - (1/2) gt² + H
Ces deux équations se démontrent à partir des mêmes techniques que celles utilisées pour un mouvement parabolique.
On se sert de l'équation horaire de la position pour répondre à la première partie de la question b)
A la date t=θ :
y(θ) = - (1/2) gθ² + H
avec y(θ) = 76m et H = 7620m
On retrouve le résultat prévu par l'énoncé (θ = 39,2s)
Il suffit maintenant d'utiliser l'équation horaire concernant la vitesse pour répondre à la 2ème partie de la question b)
En utilisant l'équation horaire concernant la vitesse, on obtient y(0)=0 et z(0)=-0,5g.t²+v0.sin().t
D'accord mercii !
Pour sin () c'était sinus (alpha) mais je ne comprenais pas comment l'utiliser alors qu'on n'a pas d'angle ...
Nous avons du coup répondu aux 2 premières questions ? Pour la c) c'était juste une aide pour trouver la norme je pense, non ?
Il reste donc la question d) à faire.
Merci beaucoup pour votre aide !
Question c)
Je pense qu'il s'agit plutôt de tester ta capacité à utiliser l'énergie mécanique !
Question d)
Que propose tu ?
Alors, pour la question d), nous avons t1=39,2 s
t=120s
La norme de la vitesse = 384 m/s
Et enfin dans l'énoncé 53,6 m/s
Je pense que l'hypothèse que nous avons calculé est fausse. Il est impossible pour un homme d'atteindre une vitesse de 380m/s, sachant que la vitesse maximale est de 55 m/s
Donc l'hypothèse de l'exercice, disant que la chute dure 120s avec une vitesse maximale de 53,6 m/s me semble plus évidente que celle que nous avons calculé, avec une chute durant 39,2 s pour une vitesse maximale de 380m/s
Effectivement la vitesse calculée (384 m/s) est incompatible avec celle mesurée (53,6 m/s)
De même la durée de la chute calculée (39,2s) est incompatible avec celle mesurée (120s)
On peut faire confiance aux mesures ce qui implique que les valeurs trouvées par le calcul sont inexactes.
On demande (Cf énoncé) :
Quelle hypothèse est fausse pour des chutes aussi hautes ?
En précisant cette question on pourrait la reformuler ainsi :
Quelle hypothèse, présente dans l'énoncé, est fausse pour des chutes aussi hautes ?
A ton avis ?
Non
56 m/s et 53,6 m/s sont des valeurs approchées qui ne diffèrent entre elles que de 4% environ ce qui n'explique pas l'énorme différence entre les résultats calculés et les résultats mesurés.
La réponse que tu cherches n'est pas une valeur numérique erronée dans l'énoncé.
Cette réponse figure dans l'énoncé. Il suffit de le lire attentivement.
Bonsoir, je me permets d'envoyer ce dernier message pour cette exercice, je tenais juste à vous remercier pour votre aide !
Elle m'a permis de mieux comprendre l'exercice et donc de m'améliorer !
Je vous remercie énormément, bonne continuation et bon courage à vous, peut être à une prochaine fois qui sait
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