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lancer de javelo

Posté par
hiphige
02-12-12 à 19:08

Bonsoir .
On assimile le javelot à un objet ponctuel de masse m , lancé au niveau du sol avec une vitesse initial Vofaisant un angle de 45° par rapport à l'horizontale . Sa trajectoire est étudiée dans un repère (O;x;y) dont l'origine correspond au point de départ du javelot . On néglige toute action de l'air sur le javelot .
1.Donner l'expression de la trajectoire dans le r&férentiel terrestre , considéré comme galiléen .
2.En déduire la valeur de Vo.
3.Quel serait ce record sur la planète saturne , où l'intensité du champ de pesanteur a pour valeur gs=11,50m.s-2


je n'arrive pas à commencer car je n'arrive pas à déterminer les conditions initiales .

merci d'avance .

Posté par
hiphige
re : lancer de javelo 02-12-12 à 20:08

Posté par
hiphige
re 02-12-12 à 20:10

pour la trajectoire j'ai trouvé :

y=1/2-g(x²/Vo.cos²))+x.tan

par contre pour la question 2 je ne sais pas.

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 03-12-12 à 07:50

Bonjour,

Il y a une erreur dans ce que tu as recopié pour l'équation de la trajectoire.
Recopie ton calcul pour que l'on puisse voir d'où vient cette erreur.

D'autre part, sachant que la vitesse initiale fait un angle de 45° avec l'horizontale, cette équation de la trajectoire se simplifie considérablement.

Question 2 : sans connaître la valeur du record, il n'est pas possible de répondre.

Un énoncé doit être recopié intégralement... (titre compris, s'il contient des informations indispensables).

Posté par
hiphige
re 03-12-12 à 17:17

a ok je pensais pas que c'été nécessaire  :
L'athlète tchèque barbora spotakova détient le record du monde de lancer du javelot avec un jet de 72,28 m établi le 13 septembre 2008 à stuttgart .

Posté par
hiphige
re 03-12-12 à 17:26

je suis parti du fait que :

ax=0   az-g (mais je ne suis pas du tout sûr car je me demande pourquoi ax serait égale à 0 .)

puis j'ai dis : Vx=Vo.cos  et Vy=-g.t+Vo.sin .

puis : x(t)=Vo.cos.t    y(t)=1/2.-g.t²+Vo.sin.t

pour trouver l'équation de la trajectoire j'ai remplacé t en l'exprimant en fonction de x .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 03-12-12 à 18:43

La seule force à laquelle est soumis le javelot, de masse m, en vol est son poids \vec{P}
Principe fondamental de la dynamique :
\vec{P}\,=\,m\vec{a}
donc
\large \vec{a}\,=\,\frac{\vec{P}}{m}\,=\,\vec{g}

et \vec{g}
a pour direction la verticale

voilà pourquoi ax = 0
___________

Ta méthode est correcte.
Je te dis simplement (et je confirme) qu'il y a une erreur dans l'équation de la trajectoire que tu as postée à 20 h 10


Remplace t en fonction de x et vérifie bien...

Posté par
hiphige
re 03-12-12 à 21:28

t=x/(Vo.cos)

donc y=1/2.-g.(x²/V²o.cos).Vo.sin.(x/Vo.cos)
y=1/2.-g.(x²/V²o.cos).x.tan .

Posté par
hiphige
re 03-12-12 à 21:28

je me suis trompé c'est : +x.tan .

Posté par
hiphige
re 03-12-12 à 21:30

y=1/2.-g.(x²/V²o.cos²)+x.tan .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 04-12-12 à 07:30

Oui (avec un ) pour la tangente !

\large y(x)\,=\,-\,\frac{1}{2}.\frac{x^2}{V_0^2.\cos^2(\alpha)}\,+\,x.\tan (\alpha)

Mais, comme je te l'ai écrit, cette exrpression va se simplifier considérablement puisque = 45° et que cos(45°) ainsi que tan(45°) ont des valeurs bien particulières.

Posté par
hiphige
re 04-12-12 à 16:55

tu n'as pas oublié -g ?

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 04-12-12 à 16:59

Très bien !

Je n'ai pas oublié le "moins" mais j'ai oublié le g :

\large y(x)\,=\,-\,\frac{1}{2}.g.\frac{x^2}{V_0^2.\cos^2(\alpha)}\,+\,x.\tan (\alpha)


Posté par
hiphige
re 04-12-12 à 17:20

c'est faux si on met un moins ?

cos45=2/2 et tan45=1 .
mais pour Vo je ne vois pas comment on peut la calculer .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 04-12-12 à 17:27

Il faut un signe "moins" devant le premier terme du second membre (et il y est ! ) sinon ton javelot ne retombera jamais par terre.

Peux-tu écrire l'équation de la trajectoire en remplaçant cos() et tan() par leur valeur ?

V0 sera calculé à partir de la portée, comme je te l'ai dit dans mon message du 3 décembre à 7 h 50 : quelle est la valeur de ce record ?

Posté par
hiphige
re 04-12-12 à 17:31

y(x)=-1/2.g.(x²/Vo.0,5)+x .
le record est 72,28 m ; ( je l'avais poster hier )

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 04-12-12 à 17:37

D'accord pour la valeur du record.
_________

L'équation de la trajectoire a au moins une erreur.

Rappel : Comment bien écrire une formule sur le forum ?

(Mais si tu simplifies correctement l'équation, tu ne devrais pas avoir de problème pour la poster sur le site)

Posté par
hiphige
re 04-12-12 à 18:49

c'est la carré à Vo que j'avais oublier ?

y(x)=-1/2.g.(x²/Vo².0,5)+x .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 04-12-12 à 18:56

Oui, tu avais oublié le carré de V02

Comme je ne sais pas où se trouve 0,5 puisque tu n'as pas mis de parenthèses et que tu n'as pas simplifié l'expression, je ne peux pas te dire si c'est bon ou pas.

Posté par
hiphige
re 04-12-12 à 19:09

a oui pardon .


y(x)=-1/2.g.(x²/(Vo².0,5))+x = -1/2.g.((2x)/(V²o))+x  mais la il n'y a pas besoin de simplifier .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 04-12-12 à 19:12

Évidemment, quand on fait deux problèmes, sur deux topics différents, en même temps, il ne faut pas s'étonner des erreurs...

1) Pourquoi x2 est-il devenu x ?
2) Bien sûr qu'il y a une simplification évidente !

Posté par
hiphige
re 04-12-12 à 21:02

j'ai oublier de mettre la carré .

pour la simplification tu pense à multiplier la fraction par -1/2 et g .puis à mettre au même dénominateur x ?

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 07:30

Pour la simplification, je pense que (1/2)2 = 1

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 13:23

a ok

pour calculer Vo comment il faut faire ?

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 15:15

Il faut écrire y(x) de manière aussi simplifiée que possible.
Ce qui rendra facile la résolution de l'équation...

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:01

ok je vais le faire là.
Vo est-ce que sa correspond à la vitesse initial ?

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:06

y(x)=(x(-gx+V²o))/V²o c'est sa ?

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 19:15

De plus en plus compliqué...

Voici ce que je te propose :

\large y(x)\,=\,-\,g.\frac{x^2}{V_0^2}\,+\,x\ =\ x(\frac{-\,g.x}{V_0^2}\,+\,1)

Que vaut y(x) quand le javelot est arrivé au sol ?

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:16

il vaut 0 .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 19:19

Exact

Donc les emplacements pour lesquels le javelot est au sol sont les solutions de l'équation :

\large x(\frac{-\,g.x}{V_0^2}\,+\,1)\ =\ 0

On sait qu'au départ il est au sol ; d'où la première solution x = 0
(on s'y attendait, n'est-ce pas ? )

La deuxième solution correspond à la distance du record... Alors, que vaut la vitesse initiale V_0 ?

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:24

je ne suis pas sûr .

Vo=((g.x²)/x)
Vo26,6 m/s

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 19:26

Soit près de 96 km.h-1

Tout le monde n'en est pas capable...

Voilà, c'est fini !

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:28

et pour la 3ème question il suffit juste de changer la valeur de g et de calculer avec le Vo que l'on a trouvé ?

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 19:29

Je l'avais oubliée celle-là.

Oui, une nouvelle valeur de g, une même vitesse initiale... cela ira un peu moins loin.

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:31

ok merci

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 19:33

Ma valeur attend la tienne...

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:33

et aussi j'aimerais savoir si c'est possible de déterminer Vo sans l'équation de la trajectoire .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 19:42

Oui, même si cela me semble un peu tiré par les cheveux. Mais on profite de l'angle de départ de 45° si bien que la vitesse horizontale est égale à la vitesse verticale initiale.

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 19:45

et comment on aurait fait dans ce cas la ?

on aurait utilisé :  Vx=Vo.cos  et Vy=-g.t+Vo.sin ? mais la on ne peut pas calculer Vo.

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 20:29

Mais si, mais si ; cherche un peu !
Si = 45° alors sin() = cos()

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 20:33

oui et alors en quoi sa va m'aider ?

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 20:33

c'est qu'elle formule que j'utilise , celle des vitesse ?

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 20:39

La physique n'est pas une question de "formule" ; c'est d'abord une question de réflexion sur les phénomènes.

Posté par
hiphige
re 05-12-12 à 20:40

pour trouver Vo .

tu me dis : cos=sin . mais je ne vois pas en quoi sa peut m'aider .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 05-12-12 à 20:45

Pose les équations des lois horaires pour la composante horizontale et pour la composante verticale du mouvement du javelot.
Mais... cherche un peu si tu veux progresser !

Il ne suffit pas de faire faire par quelqu'un d'autre !

Posté par
hiphige
re 24-12-12 à 18:03

Salut . j'ai refait cette exercice . et pour la valeur du record sur saturne c'est : 61,52m .

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 25-12-12 à 08:07

Je trouve un peu plus...

Environ 61,60 m

Si x est la portée :

g.x = v02 = constante

xS = gT.xT/gS = 9,8 72,28 / 11,50 61,60 m

Posté par
hiphige
re 28-12-12 à 17:54

oui on peut dire que c'est la même chose .merci

Posté par
Coll Moderateur
re : lancer de javelo 28-12-12 à 17:58

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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