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Niveau terminale
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lois de newton

Posté par
missphysique
04-12-12 à 21:02

bonsoir j'ai un exercice sur les lois de newton et je bloque dessus ! est ce que quekqu'un peut m'aider merci d'avance !

Vil Coyote tend un piège à bip bip, juché sur un promontoire rocheux à une hauteur H au dessus d'une route rectiligne horizontale, il attend sa proie, prêt à faire basculer une enclume sur la tête de bip bip. L'enclume commence sa chute verticale sans vitesse initiale au moment où bip bip qui se déplace à une vitesse de valeur v0 constante le long de la route, se trouve à une distance d du point de chute. on suppose que les lois de la physique s'appliquent dans l'univers de Looney tunes.
1. schématiser la sitiation à la date initiale
2.a.établir les équations horaires du mouvement de l'enclume ds un réferentiel galiléen.
b. comment qualifier ce mouvement?
3.quelle est la durée de chute de l'enclume ?
4.comment qualifier le mouvement de bip bip dans ce même referentiel?
5.montrer que vil coyote a laché l'enclume trop tard pour assommer bip bip

DONNEES: H= 30 m ; taille de bip bip h= 1.20m ; d= 50 m ; masse de l'enclume = 20 kg ; v0= 110 km.h^-1 ; g= 9.8 m.s^-2

Merci d'avance pour votre aide !

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 04-12-12 à 21:23

bonsoir,

très rigolo, cet exo! (pourquoi j'ai pas eu ça qd j'étais en Terminale? )

Citation :

1. schématiser la sitiation à la date initiale


j'espère que tu sais dessiner un bip-bip

plus sérieusement: fais un schéma en définissant les axes (Ox et Oz par ex.) du repère dans lequel tu vas étudier le mouvement du bip-bip et de l'enclume

mdr

Posté par
missphysique
re : lois de newton 04-12-12 à 21:32

mdrrr c'est un exo un peu spécial ! j'ai reussi à faire le schéma c'est après ke je bloque !

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 04-12-12 à 21:47

comme cet exo m'inspire je te propose ce schéma avec le repère (Oxz)

B est le bip-bip et E l'enclume (à l'instant t)
Bo et Eo les positions initiales respectives (à t = 0)

Citation :
2.a.établir les équations horaires du mouvement de l'enclume ds un réferentiel galiléen.


avec ce schéma, peux-tu répondre?

(tu peux aussi proposer un autre repère si tu veux)

lois de newton

Posté par
missphysique
re : lois de newton 05-12-12 à 12:27

merci pour le schéma! mais je ne sais pas comment déterminer une equation horaire pouvez vous  m'expliquer svp !!

Posté par
missphysique
re : lois de newton 05-12-12 à 19:44

pour la 2 j'ai fais  mais je suis pas certaine ke c'est juste !
comme le referentiel est galileen dc d'apres la 2eme loi de newton ma=mg dc a=g
on a=dv/dt en integrant on a v=gt+ cste 1
cste1= v0=110km.h^-1=31m.s^-1 dc v= gt+31
ensuite v=dz/dt dc z= 1/2gt²+31+cste2
cste2=H=30,0m on a donc z= 1/2gt²+31+30= 1/2gt²+61
c'est ça ou pas ?

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 05-12-12 à 20:37

bonsoir,

pas tout à fait, tu mélanges les deux mouvements:

je prends mon schéma et comme origine des temps le moment où l'enclume est lâché en Eo (zo=H).

mouvement du bip-bip: rectiligne uniforme selon (Ox), à la vitesse Vo donc: x(t) = ... (la position initiale à t=0 est Bo, donc x0 = ...)

mouvement de E: chute libre verticale
donc d'après la loi fondamentale: ma = -mg (attention au signe si z est orienté positivement vers le haut! )

donc z" = -g
z' = -gt + 0 (car la vitesse de E est nulle à t = 0)
z(t) = H - 0.5gt2 (car à t=0, z=z(0)=H )

sauf erreur

Posté par
missphysique
re : lois de newton 06-12-12 à 20:38

merci bcp ! pour la 3 j'ai fait
t=racine (30/0.5g)=2.47 s
pour la 4:
mouvement rectiligne uniforme
pour la 5:
t1=d/v=50/(110/3.6)=1.62s
et aprés je bloque ! est ce que c'est juste jusqu'à là ?

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 06-12-12 à 21:10

tu as oublié 2b) comment qualifier le mouvement de l'enclume?

3. ok

4. ok

5. oui, le bip-bip met t1=1.6 s à arriver sous l'enclume (x=0) donc pour qu'il puisse passer sans encombre il faut vérifier la hauteur de l'enclume à cet instant:
z(t1) = ...

Posté par
missphysique
re : lois de newton 06-12-12 à 21:40

2b mouvement rectiligne acceleré ?

5)z(t1)=17.56 m

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 06-12-12 à 21:48

2b) mvt rectiligne uniformément accéléré

5) oui z(t1) 17 m donc comme le bip-bip a une taille de 1,20m il passe largement sous l'enclume

le calcul était inutile, le coyote perd toujours!

Posté par
missphysique
re : lois de newton 06-12-12 à 21:55

mdrrr c'est sur  on savait déjà la reponse ! merci pour tout krinn ! bonne soirée

Posté par
Mathilde38
re : lois de newton 30-12-12 à 10:26

salut, je ne comprends pas tellement ce chapitre donc je fais des exos en plus mais je ne comprends pas quelques unes de vos réponses et surtout moyens d'y arriver....

votre réponse à la 2a et la 5 me sont...floues


en classe ils faut calculer les constantes et tout à to...
mais je ne vois pas ici



on fait ex  a|0
             |-g

donc v|cst  a t=o Vx=Vo=...
      |-gt + cst'  à t=o vy=....

je suis perdue dans votre notation...

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 04-01-13 à 23:28

bonsoir,

quand on sait que le mouvement se fait suivant un des axes du repère, ce qui est le cas ici, on étudie une seule composante (on sait que les autres composantes ne varient pas donc on n'a pas besoin de les étudier).

par ex. pour une chute verticale selon (Oz) :

z" = -g

et on intègre:

z' = -gt + z'o

z = -0.5gt2 + z'ot + zo

les constantes sont bien là: z'o (=0 ici dans l'exo)
zo (= H dans l'exo)

tu peux écrire bien évidemment toutes les composantes si ça t'aide:

a (0; 0; -g)

v (0; 0; Vz) avec Vz = -gt + z'o

OE(O; O; z) avec z = -0.5gt2 + z'ot + zo

mais pour un problème aussi simple, on n'écrit souvent que la composante qui varie.


en revanche si tu étudies un tir parabolique dans le plan (Oxy) les deux coordonnées x et y varient lors du mouvement et donc ilfaudra impérativement écrire la composante des vecteurs sur Ox et la composante sur Oy

par ex.

a (0
-g)

V ( Vox
-gt + Voy)

etc.

tu peux aussi écrire la composante sur Oz (même si elle ne varie pas) :

a (0
-g
0)

V ( Vox
-gt + Voy
0 )


et si tu étudies un mouvement dans un repère (Oxyz) sans savoir a priori s'il est rectiligne ou plan, il faudra impérativement écrire les 3 composantes des vecteurs pour étudier leur variation

Posté par
yuna
re : lois de newton 02-02-13 à 18:09

Bonjour

Je suis en train de faire cet exercice pour m'entraîner, je pense avoir réussi à le faire, mais dans l'énoncé ils donnent la masse de l'enclume et je ne sais pas où je dois l'utiliser. Apparamment vous ne l'avez pas non plus utilisée. Moi, je pensais l'utiliser pour calculer la durée de la chute de l'enclume (plus c'est lourd plus ça tombe vite non ? )

merci beaucoup si vous aviez la gentillesse de m'accorder quelques instants

Posté par
krinn Correcteur
re : lois de newton 04-02-13 à 07:32

bonjour,

Citation :
plus c'est lourd plus ça tombe vite non ?


non!
si un corps n'est soumis qu'à la pesanteur (en négligeant les frottements de l'air sur terre)

z" = -g (l'accélération - donc la vitesse - ne dépend pas de la masse)

Posté par
yuna
re : lois de newton 11-02-13 à 20:19

merci de votre réponse
J'avais oublié qu'il n'était soumis qu'à la pesanteur ...
C'est juste que je trouvais bizarre qu'il y ait une donnée non utilisée



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