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Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouvement

Posté par
alaidesvp
04-03-15 à 20:54

Salut ça fait des jours que j'essaye de comprendre la quantité de mouvement,j'ai demandé de l'aide mais j'ai eu des réponses pas du tout satisfaisante,il m'expliquait toujours comment mais pas pourquoi

Donc lors d'un TP, on a dit qu'on lançait deux mobiles autoporteurs l'un vers l'autre, on a la masse et la vitesse d'un mobile on veut connaitre la vitesse de l'autre

Donc on a fait :

Avant le choc le système est immobile donc pseudo isolé, on a VA=VB=0
Après le choc : On sait que le vecteur quantité de mouvement se conserve dans le cas de système pseudo isolé donc Pavant=Paprès

et on a pu déduire la vitesse

Je suis tombé sur ça maintenant

Un joueur de rugby A  de masse ma et de vitesse VA connu court vers un joueur de rugby B immobile de masse MB connu
déduire la vitesse du joueur B

Moi j'ai pris modèle sur le premier et j'ai dit :
Avant le choc : Le joueur de rugby A et B sont immobiles donc ce sont des systèmes pseudos isolé
Après le choc : on sait que le vecteur quantité de mouvement ne varie pas pour des sytème pseudo isolé donc Pavant=Paprès

Sauf que là c'est totalement faux le vecteur quantité de mouvement avant et après le choc n'est certainement pas égal à 0 ...
Je suis pas ***** je sais très bien qu'il ne faut pas considérer le joueur de rugby A immobile, mais en appliquant le court j'ai l'impression que je peux le considérer immobile, y a quelque chose qui m'échappe... qui peut m'expliquer merci  

Edit Coll : inutile d'être vulgaire

Posté par
sandro2
re : Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouve 04-03-15 à 22:40

Bonsoir,

Reprenons la situation des mobiles auto-porteurs.
Admettons que le mobile A ayant une masse Ma soit lancé contre le mobile B de masse Mb.
Les vitesses peuvent soit être considérées comme vectorielles, soit comme projections sur un axe.

Au début, les 2 mobiles sont immobiles. Au moment où tu donne une impulsion au mobile A, tu lui cède une partie de la quantité de mouvement de ta main. Cette phase ne peut pas s'interpréter par la conservation de la quantité de mouvement car le système n'est pas isolé : tes muscles apportent de l'énergie mécanique au système. Je n'approfondirais donc pas cette phase

Par contre, la partie intéressante est la collision du mobile A, lancé à une vitesse Va1 avec le mobile B de vitesse Vb1=0.
Après le choc, le mobile A aura une vitesse Va2 et le mobile B une vitesse Vb2.
Il faut considérer l'ensemble des 2 mobiles ({A,B}) comme un seul système, qui est alors tout au long un système isolé car aucune force EXTERNE au système ne s'applique à celui-ci. On ne peut pas prendre le mobile {A} (ou {B}) seul, car il n'est pas isolé tout au long (il subit des forces de la part de l'autre mobile lors de l'impact) : on ne peut donc pas lui appliqué la conservation de la quantité de mouvement

la quantité totale de mouvement du système {A,B}, qui reste tout au long de la phase étudiée un système isolé, est la somme des quantités de mouvement des systèmes {A} et {B}, Donc Ptot(avant choc)=Pa+Pb=Ma*Va1+Mb*Vb1=Ma*Va1 (car Vb1=0). De même, Ptot(après choc)=Pa+Pb=Ma*Va2+Mb*Vb2. Or la quantité de mouvement totale du système isolé {A,B} est conservée, donc Ptot(avant choc)=Ptot(avprès choc), d'où Ma*Va1=Ma*Va2+Mb*Vb2.
On peut donc en déduire la vitesse du mobile B après le choc si on connait les vitesses du mobile A avant et après le choc.



Une autre manière de voir les choses est de considérer que la quantité de mouvement perdu par A est gagnée par B. On a donc Pa=-Pb   (où désigne la différence après-avant)

En espérant d'avoir pu t'aider
Sandro

Posté par
alaidesvp
re : Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouve 04-03-15 à 23:02

Salut merci de ta réponse mais ce n'est pas ça que je comprends pas ...

C'est le deuxième cas qui m'interesse surtout

Pourquoi je ne peux pas dire qu'au départ : Le rugbyman A  et B sont immobiles, ce sont des systèmes pseudo isolé je peux appliquer la deuxième loi de newton dp/dt= 0  donc constant
donc le vecteur quantité de mouvement se conserve au cours du temps
comme il se conserve au cours du temps,quand le rugbyman A entrera en collision avecl e rugbyman B la quantité de mouvement sera nul

c'est juste ça que je ne comprends pas,c'est surement à cause de mon cours, je sais vraiment plus quoi faire

Posté par
alaidesvp
re : Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouve 04-03-15 à 23:05

Sinon je sais plus qui à me fier j'ai l'impression que tu contredis totalement mon cours

Pour le mobile A et B par exemple,si j'ai bien compris ce que tu m'as dis :

ça me sert strictement à rien de dire qu'ils sont immobiles au départ vu que ça ne va pas me servir c'est bien ça ?

Posté par
alaidesvp
re : Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouve 04-03-15 à 23:12

En fait je crois avoir compris mon erreur : En considérant une phase d'immobilité je ne prends pas en compte la force de propulsion  c'est ça ?

Posté par
alaidesvp
re : Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouve 04-03-15 à 23:18

Non c'est pas du tout ça parce-que je viens de voir un exo sur le recul d'une arme, pour déterminer la vitesse de la balle ils ont dit Pavant=Papres=Vecteur nul

ça me soule vraiment la

Posté par
sandro2
re : Je ne comprends pas la conservation de la quantité de mouve 05-03-15 à 01:00

"En fait je crois avoir compris mon erreur : En considérant une phase d'immobilité je ne prends pas en compte la force de propulsion  c'est ça ? "
Je crois que c'est bien là ton erreur, mais peut-être aussi un peu la mienne : on ne peut appliquer la conservation de la quantité de mouvement que si aucune force s'applique sur ton ensemble d'objets excepté les collisions entre ceux-ci.

Pour le cas des rugbymans, le joueur A se met en déplacement : il subit une force, mais c'est lui-même qui en fournit l'énergie (en transformant les aliments qu'il a mangé en énergie musculaire). Il exerce donc une poussée sur le sol (un peu vers l'arrière), qui d'après le 3ème principe de newton le poussera donc vers l'avant. Le rugbyman A n'est donc PAS un système isolé à partir du moment où il commence à utiliser ses jambes pour courir.
A priori, la conservation de la quantité de mouvement est donc inapplicable ici. Néanmoins, on peut l'appliquer entre un instant juste avant le choc et juste après (car en un laps de temps infiniment court, comme la poussée des jambes est continue, elle modifie infiniment peu (dp/dt=F donc dp=F.dt=0 si dt est infiniment petit)

Si on applique la conservation de quantite de mouvement entre juste avant et juste après le choc, on a P(après choc)=P(avant choc) donc Ma*VA(avant choc)=Ma*VA(après choc)+Mb*VB(après choc).

En bref :
-lors d'un choc (supposé infiniment court), tu peut toujours appliquer la conservation de la quantité de mouvement au système constitué par les 2 objets entrés en collision, car les forces autres que les chocs n'ont qu'un effet infiniment faible pendant une durée infiniment faible.
-si un objet est un système isolé pendant une certaine duré (ce qui signifie aussi l'absence de forces exercées par l'objet lui-même ou leur compensation), alors ça quantité de mouvement ne variera pas.


L'exercice du fusil est un peu tordu, vu qu'il faut ignorer le gaz qui pourtant propulse la balle
(1) l'explosion, le fusil et la balle sont immobiles, de même que la poudre. Donc Ptot=0
(2) A l'explosion, on considère que le gaz qu'est devenu la poudre ne s'est d'abord pas encore détendu (mais est sous très haute pression). on a toujours Ptot=0
(3) Ensuite le gaz se détend en poussant la balle dans un sens, le fusil dans l'autre.
On a un eut un système isolé depuis (2) donc Pballe+Pfusil=0 donc Pfusil=-Pballe donc Mfusil*Vfusil=-Mballe*Vballe d'où Vfusil, la vitesse à laquelle recule le fusil (ne pas s'étonner du signe -, il part dans le sens inverse de la balle)

En espérant avoir pu t'aider un peu
Sandro



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