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Meca

Posté par
Maximed31
27-10-17 à 15:08

Bonjour,
Avant tout , Voici mon énoncé :
Un chasseur tire sur une biche. Il manque sa cible et la balle, tirée horizontalement, percute un arbre à la vitesse v0=295 m/s. Elle pénètre dans l'arbre sur une distance d=13 cm, et s'arrête sous l'action d'une force de freinage supposée constante (F=constante).
Après combien de temps la balle s'arrête-t-elle ? (à partir du moment où elle heurte l'arbre)
Donc je pense qu'il faudrait appliquer le PFD à la balle avec comme forces la force de freinage et la force du pistolet
... est ce qu'il faut voir quand est ce que ces forces se compensent ?
Je sais trop comment bien procéder ...

Merci

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 27-10-17 à 15:23

Bonjour
Le fusil exercerait quel type de force sur la balle à ton avis?

Posté par
Maximed31
re : Meca 27-10-17 à 16:00

Euh quand vous dites type de forces c'est conservative / non conservative ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 27-10-17 à 16:03

Non je voudrais savoir la nature de cette force

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 27-10-17 à 16:04

Le fusil est à au moins 50m de la balle, on va dire, et j'aimerais savoir quelle force peut bien exercer le fusil sur la balle quand elle pénètre dans l arbre

Posté par
Maximed31
re : Meca 27-10-17 à 18:31

C'est la quantité de mouvement non ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 28-10-17 à 09:08

La force et la quantité de mvt sont deux choses différentes
Ici, la balle ne subit de poussée que dans le canon du fusil mais dès qu' elle en sort il n' y a plus de force exercée par le fusil
Ensuite la balle est soumise à son poids et aux frottements
C'est tout
Ici on assimile la trajectoire de la balle à une droite horizontale (du fait de sa grande vitesse) donc on néglige le poids
Ce qui fait que le mouvement étudier est très simple finalement.

Posté par
Maximed31
re : Meca 28-10-17 à 12:45

Donc ça veut dire qu'il n'y a aucune force qui s'exerce sur la balle ?
Parce que sinon je pensais à faire t =d/v mais ça me paraît beaucoup trop simple

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 28-10-17 à 15:30

Non , relis l'énoncé

Posté par
Maximed31
re : Meca 28-10-17 à 23:14

Mais sur les frottements de l'air on sait rien ni sur l'accélération de la balle ...

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 08:33

On te dit que la balle pénètre dans le bois à t=0
Et y subit une force de freinage constante jusqu 'à ce qu elle s 'arrête

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 09:20

Un petit schéma t 'aidera peut être à mieux comprendre la situation physique dans cet exo

Meca

***Image recadrée***

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 10:09

J'ai trouvé 260 ms ...
Donc la variation d'énergie mécanique correspond à la variation d'énergie cinétique car c'est horizontal
Donc delta(Em) = -1/2mv2
= Wab(F)=-F.ab
Donc F=mv2/2d = 17.02N
Or F =mv/t donc t= 260 ms
En fait j'ai pris 15 g pour la balle à peu près

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 11:17

On ne te demande pas d'inventer l'énoncé
Te donne-t-on la masse de la balle?

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 11:49

Non mais ça fait à peu près ça

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 11:56

Si on ne l'a pas donné c'est qu on n'en a pas besoin a priori (sauf oubli dans l'énoncé ce qu est tres rare )
Ici il faut remarquer simplement qu on a un mvt à accélération a constante (à justifier) et donc on en déduit les équations horaires en fct de a, de v0 etc.
En écrivant toutes les conditions à respecter lors du mvt , tu dois trouver la durée demandée normalement

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 12:36

Le mouvement se fait que selon ex donc
a= ax. ex
v= ax t +vo
x(t)=1/2axt2 +vot
On connaît x et vo et ax c'est le coefficient directeur de la pente de v=f(t)
Donc a = -295/t et on remplace dans x(t) ? En tout cas j'obtiens 88 ms ...

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 12:52

1)Avant tout il faut démontrer que l accélération est constante lors du mvt de la balle dans l arbre!

2) et ensuite seulement tu as le droit d'ecrire dans le repère (O,x) de mon dessin:
V = Vo + at avec a<0
X= 1/2 at2 + Vo t
en prenant comme conditions initiales
X=0 et v = Vo à t=0

La durée cherchee correspond alors à l instant t1
vérifiant :
V(t1) = 0
X(t1) = d

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 13:20

Ben le fait que la force de freinage soit constante ça le justifie non ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 13:47

Oui , mais encore faut il l'expliquer en rédigeant correctement

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 13:51

Je trouve : t1= 2d/Vo

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 13:52

Ça n'a pas un lien avec le fait que la force  exercée par l'arbre sur la balle est égale à celle exercée par la balle sur l'arbre?

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 13:55

Oui je crois que j'ai fait une erreur de conversion
Ça fait 8.8x10-1 s

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 14:09

Ça fait 0,26/295 = ... en s

Pour démontrer que l accélération est constante il faut appliquer le pfd à la balle en négligeant le poids

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 14:23

Si on considère le système = la balle et comme seule force F
On a somme des forces extérieures = m.a ( pour m = cte )
Donc F= m.a et en projetant on a
-F= m.a et donc a =-F/m = cte

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 14:23

En toute rigueur il faudrait plutot dire que la balle est soumise à 3 forces
La force de frottement horizontale F constante
Le poids
La réaction normale
Et en projection sur Ox il ne reste que F donc ax est constante

Posté par
Maximed31
re : Meca 29-10-17 à 14:29

Ok d'accord je crois que j'ai finalement compris l'idée de cet exo
Merci pour votre aide et votre temps passé sur l'exo!

Posté par
krinn Correcteur
re : Meca 29-10-17 à 14:39

De rien
Si tu calcules F avec m=15g tu verras que le poids est totalement négligeable



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