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Niveau première
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Hauteur atteinte

Posté par
Othniel2
31-12-19 à 14:24

Salut à tous , encore moi .

J'ai besoin d'aide .

Merci d'avance .


Un enfant lance une boule avec la vitesse V0 de valeur 4m/s , dans le champ de pesanteur uniforme g=10N/kg .Au moment du lancé , la boule se situe à 1,8 m au -dessus du sol dans la main de l'élève.


Déterminer la hauteur atteinte par la boule par rapport au sol avant de redescendre .




J'ai pu faire un schéma de la situation .

NB: la distance en bleue représente la distance de 1,8m ;

Le vecteur en jaune est le vecteur V0 .

Hauteur atteinte

Posté par
lseioz
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 14:33

Salut,
Je pense qu'il faut utiliser le fait qu'en absence de frottement, l'énergie mécanique se conserve. On peut ainsi noté Em(A)=Em(B) avec A la position initiale et B la position où la boule atteint la hauteur maximale. Une petite question intermédiaire qui pourrait t'aider, que vaut l'énergie cinétique Ec(B) ?

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:00

Salut ;

Ec=\dfrac{1}{2}mVB²

Posté par
lseioz
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:05

C'est la formule générale en effet. Cependant, tu peux en dire plus, lorsque la boule atteint sa hauteur maximale, la hauteur avant de redescendre, la vitesse est nulle. Si elle ne serait pas nulle cela voudrait dire que la boule continue de monter et donc ce n'est pas la hauteur maximale. Ainsi, Ec(B)=0. Je commence le calcul, je te laisse finir:
Em(A)=Em(B)
Ec(A)+Epp(A)=Epp(B)

Posté par
gbm Webmaster
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:07

Bonjour à vous deux,

Très bonne initiative lseioz d'aider à son tour tout en recevant également de l'aide

Une autre alternative, abordée en terminale c'est d'appliquer la deuxième loi de Newton (en considérant également qu'il n'y a pas de frottement fluide, ni de poussée d'Archimède appliquée au système). Il y a une fiche intitulée "mouvement d'un projectile".

Posté par
odbugt1
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:16

Bonjour,
Juste une remarque en passant ....

@Iseioz
Ce que tu dis de  la vitesse de la boule quand elle atteint le sommet de la trajectoire n'est vrai que si la boule est lancée verticalement.
Le schéma posté par Othniel2 évoque une vitesse initiale oblique.

Posté par
Inconighto
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:19

On ne précise pas une valeur de l'angle avec lequel est lancée la balle ?

Posté par
lseioz
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:23

Bonjour à tous,
Oui c'est vrai...
Je me rappelle qu'en première on faisait des exercices de ce style en utilisant la conservation de l'énergie mécanique.

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:23

OK odbugt1 et si on utilisait
la variation de l'énergie cinétique qui est égale à la somme des travaux des forces extérieures en considérant que la vitesse finale est  nulle au moment où l'objet redescend ?

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:26

Inconighto @ 31-12-2019 à 15:19

On ne précise pas une valeur de l'angle avec lequel est lancée la balle ?
il n y a aucune valeur indiquant cela .

Posté par
odbugt1
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:33

Mon intervention n'était destinée qu'à attirer l'attention.
Je ne souhaite pas faire autre chose et vous laisse le soin de continuer.

Si l'énoncé ne précise rien sur la direction de la vitesse initiale l'exercice est infaisable.
Peut être Othniel2 ne l'a t'il pas recopié fidèlement ?

***Edit gbm : si tu souhaites poursuivre avec eux, c'est avec plaisir, on lance le chantier de restructuration des fiches du forum, ça prend un temps fou !***

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:37

L'énoncé est tel , on néglige la résistance de l'air ..

Posté par
lseioz
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:50

Je suis d'accord avec odbugt1, sans la direction de la vitesse initiale l'exercice est infaisable.
Il n'y a pas marqué que le tir effectué par l'enfant (l'élève?) est vertical ?

Posté par
Inconighto
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:51

Othniel2 @ 31-12-2019 à 15:37

L'énoncé est tel , on néglige la résistance de l'air ..


Comme l'a précisé @odbugt1 il manque forcément l'angle avec lequel est lancé la balle.
Essaie de voir s'il n'y a pas une erreur d'énoncé du professeur, mais là je pense qu'il manque une donnée.

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:52

Othniel2 @ 31-12-2019 à 15:23

OK odbugt1 et si on utilisait
la variation de l'énergie cinétique qui est égale à la somme des travaux des forces extérieures en considérant que la vitesse finale est  nulle au moment où l'objet redescend ?
qu'en dites vous ?

Posté par
Inconighto
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 15:58

Othniel2 @ 31-12-2019 à 15:52

Othniel2 @ 31-12-2019 à 15:23

OK odbugt1 et si on utilisait
la variation de l'énergie cinétique qui est égale à la somme des travaux des forces extérieures en considérant que la vitesse finale est  nulle au moment où l'objet redescend ?
qu'en dites vous ?


On a pas la masse de la balle...

Posté par
odbugt1
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 16:07

Attention tout de même !
Sauf si le tir est vertical, personne n'a jamais vu un projectile s'arrêter au sommet de sa trajectoire !
Il est donc faux dans le cas général de dire que la vitesse de la boule est nulle au moment ou elle commence à redescendre.

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 16:24

Dans ce cas aidez moi à construire l'exo de sorte qu'il puisse être faisable .

Posté par
Inconighto
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 16:34

Othniel2 @ 31-12-2019 à 16:24

Dans ce cas aidez moi à construire l'exo de sorte qu'il puisse être faisable .


Comment ça, tu construis tes propres exos ?
Il faut juste que tu donnes un angle de lancer, et avec la seconde loi de Newton trouver la flèche de la trajectoire.

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 16:41

OK et si je donnais 40° ?

avec la seconde loi de Newton trouver la flèche de la trajectoire. comment ?

Posté par
Inconighto
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 16:48

Othniel2 @ 31-12-2019 à 16:41

OK et si je donnais 40° ?

avec la seconde loi de Newton trouver la flèche de la trajectoire. comment ?


En trouvant les équations horaires.
Il y a une fiche pour ça : Mouvement d'un projectile comme l'a précisé gbm.

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 17:00

OK , pourriez vous me donner cette fiche s'il vous plaît ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Hauteur atteinte 31-12-19 à 17:03

Il faut chercher un peu par tes propres moyens, elle est dans la section terminale des fiches du forum : Mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 03-01-20 à 11:21

Bonjour , Hmax=(Vo²/2g)+h et çà ?

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 03-01-20 à 11:24

Avec

H max : la hauteur maximale .

Vo : la valeur de 4m/s

g: la pesanteur

h : la hauteur h=1,8m .

Posté par
lseioz
re : Hauteur atteinte 03-01-20 à 11:51

Le résultat dépend de l'angle du lancé avec  le sol. Ta formule correspond à un lancé vertical(=90°). De manière plus générale, comme dit la fiche du forum, hmax=(V02sin2/2g)+h0

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 20-01-20 à 23:40

Bonsoir , j'ai un schéma plus clair de la situation , veuillez m'aider s'il vous plaît !!

Hauteur atteinte

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 06:39

Bonjour , voici ce que j'ai trouvé :

Hmax=(Vo²/2g)+h

Avec

H max : la hauteur maximale .

Vo : la valeur de 4m/s

g: la pesanteur

h : la hauteur h=1,8m


AN:

Vo=4m/s ==>Vo²=16m²/s²

h=1,8m

g=10N/kg

==>Hmax=\dfrac{16}{20}+1,8


Hmax=2,6m

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 07:18

Bonjour,
Non, ça dépend de l'angle que fait la vitesse initiale avec l'horizontale, comme la déjà dit iseioz le 3 janvier

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 08:28

Ok je sais que l'énoncé contient une erreur , à ce niveau-là  et si on considérait que l'angle du lancé =0° ou =30° ? Puisqu'il s'agit d'un lancé non vertical du coup ne peut pas atteindre 90° donc [0°;90[

Aidez moi à calculer la hauteur si =30° par exemple .

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 09:14

C'est expliqué en détail ici (calcul de la flèche)
Mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur

hmax= h + Vo2sin2/(2g)

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 14:50

Salut , les 2 schéma ne sont pas du tout les mêmes d'où les formules aussi .

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 15:49

C'est la même situation physique: une chute libre avec vitesse initiale.
La seule difference est la condition initiale: z(0) = h (dans ton cas)
au lieu de z(0)=0 dans la fiche

Donc dans ton cas: K4 = h (et non pas 0) dans le calcul de z(t)

Ca ne change pas le principe du calcul.

seule la valeur finale de la flèche est impactée: h + Vo2sin2/(2g)
au lieu de Vo2sin2/(2g) dans la fiche

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 15:51

Peut être que vous n'avez pas bien compris l'énoncé...mais l'énoncé voudrait qu'on détermine la hauteur en rouge Hmax sur mon schéma ci-dessous .

Système : la boule

Référentiel : référentiel terrestre supposé galliéen.

Bilan des forces : le poids et la vitesse \vec{V}o.

Représentation : (voir schéma)

Appliquons le théorème de l'énergie cinétique.



ECA-B=WA-B\vec{F}ext

==> ECB-ECA[/sub]=WA-B\vec{P}



Or ECB=0J

Donc 0-ECA=mgh

On retire

h=\dfrac{-\dfrac{1}{2}m×VA²}{mg}

Si on simplifie m , on obtient :

==> h=\dfrac{-\dfrac{1}{2}VA²}{g}



AN:VA²=16m²/s² ; g=10N/kg



h=-\dfrac{\dfrac{1}{2}×16}{10}

h=-0,8

h=|-0,8|

h=0,8m


Or  Hmax=h'+h

Donc Hmax=0,8+1,8=2,6m



(et revoilà mes 2,6m).  

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 15:53

Ah oui j'ai failli oublier le schéma .
Hauteur atteinte

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 15:58

Peut être que tu devrais lire les réponses qu'on te fait...

Citation :
Or EcB=0J

Donc 0-EcA=mgh


non ! ( je suppose que B est le sommet)
La vitesse au sommet N'EST PAS NULLE car la chute n'est pas verticale !

(remarque déjà faite pas odbugt1 l'an passé)

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 16:14

la chute n'est pas verticale !
elle est comment alors ?

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 16:18

L'énoncé demande de calculer la hauteur atteinte par la boule avant de redescendre non ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 16:32

Bonjour à vous deux,

Je suis particulièrement ennuyé par la droite d'action et le sens du poids \vec{P} sur le schéma ...

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 16:34

J'ai refait le dessin pour être plus précis.

La chute ne se fait pas uniquement selon la verticale (Oy)
La boule progresse aussi selon (Ox)
Et au sommet en B la vitesse de la boule n'est pas nulle (elle continue à avancer selon Ox)

Et le poids est dirigée selon (Oy), vers le bas !

Enfin, H = h + Vo2sin2/(2g)

Hauteur atteinte

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 16:44

Ah d'accord , mais et si on vient en énergie cinétique , quelle formule utiliser ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 17:03


Citation :
et si on vient en énergie cinétique , quelle formule utiliser ?


Tu peux appliquer à la boule, entre A et B :
- le théorème de l'énergie cinétique
- la conservation de l'énergie mécanique (si on neglige les frottements)

Ca te donnera la même équation, en fait.

on connait VA = Vo
mais il faudra calculer VB

en fait, c'est très simple, car le mouvement selon l'horizontale (Ox) est uniforme dans le cas d'une chute libre
(Vx reste constant) .
donc VB = Vo cos

Je te laisse le démontrer.

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 17:29

Euh .. je n'y arrive pas.

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:17

Tu appliques la 2e loi de Newton et tu trouves ax = ...

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:21

Je cherche un théorème du genre ∆ECA-B=WA-B\vec{F}ext

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:24

gbm @ 21-01-2020 à 16:32

Bonjour à vous deux,

Je suis particulièrement ennuyé par la droite d'action et le sens du poids \vec{P} sur le schéma ...
pourquoi ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:34

Gbm parlait de ton schéma , pas du mien .
Quant au théorème que tu cherches , c'est le théorème de l'énergie cinétique

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:40

Oui mais comment l'utiliser dans ce cas ?

Posté par
Othniel2
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:41

Le système : la boule

Référentiel : référentiel terrestre supposé galliléen

Bilan des forces : le poids seulement ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Hauteur atteinte 21-01-20 à 19:46

Oui, si on néglige les frottements , la chute est libre.

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