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lois de newton dans une partie de golf

Posté par
Alice38
03-02-13 à 17:36

Bonsoir, je suis bloquée dans un exercice, en voici l'énoncé :
Un joueur de golf doit sortir sa balle d'un "bunker" de profondeur h=1,5m. Un "bunker" est un trou de sable près de la surface engazonnée. Le joueur utilise un "club" et communique à la balle une vitesse Vo faisant un angle α=70° avec l'horizontale. A la date t=0, la balle, supposée ponctuelle et de masse m=45g, part du point O. On considère le champ de pesanteur terrestre uniforme et on néglige les frottements de l'air sur la balle. Le vecteur g représente l'intensité de la pesanteur, sa valeur est g=9,8m.s^-2. Le joueur veut envoyer sa balle entre les points M et N.
On prend comme origine des dates t=0s, le moment où la balle quitte le point O. On donne XM=5,0m et XN=6,0m.
(j'ai mis le graphique en image)
Les coordonnées de la balle en fonction du temps sont les suivantes :
x=Vo*cosα*t
z=-(1/2)*g*t²+Vo*sinα*t
Donner un encadrement de la valeur de la vitesse Vo qu'il faut communiquer à la balle pour qu'elle arrive sur le green entre les points M et N. Présenter la démarche suivie.
Aides à la résolution : YM=YN=h et t est le même dans les équations donnant x et donnant z.

J'ai donc trouvé que :
On veut x entre 5 et 6m et z=h=1,5m
Comme x=Vo*cosα*t alors, Vo= x/(cosα*t)
Et comme z=-(1/2)*g*t²+Vo*sinα*t, alors Vo=(z+(1/2)*g*t²)/(sinα*t)

Donc, Vo=(z+(1/2)*g*t²)/(sinα*t)=x/(cosα*t)
Et à partir de là, je ne sais pas comment faire :
est-ce que je pense barrer les t de chaque côté ? si non, quelle valeur de t dois-je prendre pour résoudre cette équation ?
Et puis, je ne sais même pas si ce que j'ai fais jusque là est juste... :S

Merci d'avance pour votre aide.

lois de newton dans une partie de golf

Posté par
Aragorn
re : lois de newton dans une partie de golf 03-02-13 à 20:12

Bonsoir,
Il faut tirer t de l'équation de x et reporter cette valeur dans z.
On obtient donc z en fonction de x, de et de V0.
On en sort V0 en fonction de x, et z.
On sait que 5,0 x 6,0  donc on trouve un encadrement pour V0.

Posté par
Alice38
re : lois de newton dans une partie de golf 03-02-13 à 20:53

Merci, par contre j'ai t=x/(cosα*x) donc en simplifiant t=1/cosα donc je n'ai plus de x, du coup j'ai plus un encadrement...

Posté par
Alice38
re : lois de newton dans une partie de golf 03-02-13 à 20:56

Ah non pardon, je me suis trompée dans mon calcul ^^'

Posté par
Alice38
re : lois de newton dans une partie de golf 03-02-13 à 21:14

Du coup je trouve :
t= x/(Vo*cosα)
Vo=(-gx)/(z-tanα*x*2*cosα)
Donc Vo compris entre 6,01 et 6,20.
C'est bien ça ou je me suis trompée dans un calcul ? :S

Posté par
Alice38
re : lois de newton dans une partie de golf 03-02-13 à 21:38

j'ai oublié le carré donc je le referais demain à tête reposée. En tout cas j'ai compris la méthode, alors merci beaucoup !

Posté par
Aragorn
re : lois de newton dans une partie de golf 03-02-13 à 21:48

Oui, tu as oublié le carré...
On trouve :
\large V_0\,=\,\frac{x}{cos\,\alpha}\,\sqrt{\frac{g}{2\,\left(x\,tan\,\alpha\,-\,z\right)}}
Je n'ai pas l'application numérique.



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