Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

La Dynamique

Posté par
Lea1504
09-06-20 à 19:14

Bonjour à tous,
mon prof de physique nous a demander de résoudre un exercice mais je n'arrive pas a jongler avec les formules. Voici l'énoncer :
Un sprinter de 75 kg développe une force musculaire moyenne de 135 N pour s'extraire de ses starting-blocks et effectuer son 100 m. Déterminer son chrono.
J'ai voulu utliser la formule : a = 2e : t²
mais pour avoir l'accélération j'ai besoin d'une vitesse (que je n'ai pas)
et pour trouver la vitesse je dois avoir le temps... (c'est ce que je cherche donc je ne l'ai pas) je tourne en rond...
aidez moi, merciii

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 09-06-20 à 19:18

Bonjour,

La première des choses consiste à introduire le problème :

- définir le système étudié ;
- préciser le référentiel d'étude ;
- faire le bilan des forces appliquées au système

Il te faut également définir un repère : on dira que le départ du sprinter correspond à x(t = 0 s) = 0 m

et faire une hypothèse sur la vitesse initiale (on la supposera nulle) : v(t = 0 s) = 0 m/s

Ensuite, tu peux appliquer la deuxième loi de Newton et projeter la relation vectorielle sur l'axe du repère judicieusement choisi.

Fais également un schéma et poste-le pour qu'on en discute.

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 09-06-20 à 19:43

Voici mon procédé :

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 09-06-20 à 19:45

désolé ça n'a pas marché la première fois.

La Dynamique

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 09-06-20 à 19:55

Attention à utiliser les fonctionnalités du forum et non pas fournir des captures écran de la sorte, elle sera supprimée la prochaine fois.

OK pour le schéma mais il manque des forces appliquées au système.

Citation :
- définir le système étudié ;
- préciser le référentiel d'étude ;
- faire le bilan des forces appliquées au système

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 09-06-20 à 20:29

définir le système étudié = la dynamique, la deuxième loi fondamentale de la dynamique.
préciser le référentiel d'étude = c'est un schéma verticale (je ne comprends pas bien ce point)
faire le bilan des forces appliquées au système = c'est une force verticale sur le coureur et horizontale sur le parcoure .

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 09-06-20 à 20:29

et je m'excuse pour la photo ça ne se reproduira pas ...

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 09-06-20 à 20:39

Attention, le système par définition c'est l'objet qu'on souhaite étudier (regarde cette fiche de cours : [lien])

Donc ici le système est le sprinter de masse m = 75 kg, assimilé à un point matériel de centre d'inertie G (la notion de point matériel est également expliquée dans la fiche ci-dessus)

Le référentiel est le sol (ou la piste de sprint si tu préfères), référentiel terrestre supposé galiléen (= référentiel dans lequel la première loi de Newton s'applique).

Bilan des forces appliquées au système :
* le poids du système, de valeur P = m*g ;
* la force musculaire F = 135 N générée par le sprinter ;
* la réaction du support ;
* on néglige les actions exercées par l'air sur le sprinter ;
* on néglige les forces de frottement exercées sur le sprinter avec le sol.

=> ton schéma doit donc être complété.

D'après la deuxième loi de Newton approchée (d'après la fiche [lien]) :

Quelle relation vectorielle peux-tu écrire ?

Peux-tu la projeter sur l'axe (Ox) ?

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 09-06-20 à 20:40

Lea1504 @ 09-06-2020 à 20:29

et je m'excuse pour la photo ça ne se reproduira pas ...

L'essentiel sera d'y faire attention la prochaine fois

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 09-06-20 à 21:05

j'ai complété mon schéma en mettant une vitesse initiale = 0m/s  mais aussi en rajoutant force musculaire qui est généré par le sprinteur ..

La relation vectorielle est horizontale, sur le sprinteur verticale. il court donc sur le sol, en exerçant une force musculaire de 135 N

Si j'ai bien compris le sol (l'axe) et le sprinteur sont liées et donc il y a une projection sur l'axe

... je me perd un peu je vous avoue.

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 09-06-20 à 21:16

Sur ton schéma, tu dois représenter ces forces :

Citation :
Bilan des forces appliquées au système :
* le poids du système, de valeur P = m*g ;
* la force musculaire F = 135 N générée par le sprinter ;
* la réaction du support ;

* on néglige les actions exercées par l'air sur le sprinter ;
* on néglige les forces de frottement exercées sur le sprinter avec le sol.

Les fiches de cours que je t'ai fournies ci-dessus te rappellent les caractéristiques de chaque force si tu as des doutes.

Ensuite, on écrit d'abord la deuxième loi de Newton en relation vectorielle, formule à adapter ici :

 \boxed{\sum \overrightarrow{F} \approx m \dfrac{\Delta\overrightarrow{v}}{ \Delta t}}

Une fois que tu as écrit la relation vectorielle adaptée à ton exercice, on va pouvoir effectivement la projeter suivant l'axe (Ox), ce qui va la simplifier.

Tu pourras déduire de cette relation projetée la durée tant recherchée.

Je te laisse y réfléchir, je regarderai ta proposition demain matin.

N'hésite pas à lire posément les fiches de cours fournies.

Bonne soirée !

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 10-06-20 à 10:03

D'accord donc avec ma formule f = m . a j'ai isolé le a
donc j'ai eu a = m divisé par f
le delta t nous interresse donc a ( delta v sur delta t) = m divisé par f
est devenu delta t = m divisé par f le tout divisé par v

c'est bien ça ?

delta t = 75 divisé par 135 le tout divisé par v (on a pas de vitesse finale ...)

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 10-06-20 à 10:33

Bonjour,

D'après la deuxième loi de Newton approchée :

\sum \overrightarrow{F} \approx m \dfrac{\Delta\overrightarrow{v}}{ \Delta t}

Donc ici on a :

\vec{P} + \vec{R} + \vec{F}  \approx m \dfrac{\Delta\overrightarrow{v}}{ \Delta t}

En projetant la relation suivant l'axe (Ox) :

F = m \dfrac{\Delta v}{ \Delta t}

or la variation de vitesse entre les instant initial et final peut s'écrire :

\Delta v \approx \dfrac{\Delta x}{\Delta t}

Finalement :

F \approx m \dfrac{\Delta x}{ \Delta t ^2}

\Leftrightarrow \Delta t \approx ?

Attention, ceci est une relation approchée, sur la base du programme de première.

--------------------------

Si tu as vu la deuxième loi de Newton et que tu est à l'aise avec les intégrations en maths :

\vec{P} + \vec{R} + \vec{F} = m \vec{a}

avec \vec{a} l'accélération

donc par projection suivant l'axe (Ox), on a :

F = m \times a = m \times \dfrac{d^2 x}{dt^2}

\Leftrightarrow \dfrac{d^2 x}{dt^2} = \dfrac{F}{m}

Qu'il faut intégrer deux fois en utilisant les conditions initiales :

\Rightarrow \dfrac{dx}{dt} = \dfrac{F}{m}.t + v(t = 0)

\Rightarrow x(t)= \dfrac{1}{2} \times \dfrac{F}{m}.t^2 + v(t = 0).t + x(t = 0)

Tu connais la distance à l'instant final, donc t = ?

Posté par
Lea1504
re : La Dynamique 10-06-20 à 11:40

Merci de votre aide 😉

Posté par
gbm Webmaster
re : La Dynamique 10-06-20 à 13:04

Je t'en prie !

Je t'ai déroulé une méthode très classique en mécanique, à savoir refaire sur le bout des doigts !

Bon après-midi,



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !