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[méca] boulet de canon

Posté par
lulunb
25-02-20 à 15:42

Bonjour j'ai une question par rapport à un énoncé qui n'est pas clair (pour moi en tout cas)

Un canon lance un boulet de masse m avec une vitesse initiale vo= 8m/s faisant un angle α=30° avec l'horizontale. On suppose que la résistance de l'air est négligeable.

1) Appliquer le PFD sur le boulet et donner les équations différentiels auxquelles satisfont les composantes v(x)t et v(y)t du vecteur vitesse

2) Par intégration donner les composantes x(t) et v(y)t
(Je vous passe la suite)

Je ne comprends pas la différence entre la question 1 et la 2...

(Pour la 1 j'ai mis: v(x)t= gt+vcosα et v(y)t= gt+vsinα)

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 15:47

J'en profite pour poser une autre question sur la suite de l'exercice:

On me demande de trouver par intégration les composantes x(t) et y(t)  du vecteur position du boulet.

Dois je ajouter une constante de position pour x(t)? (je me trompe toujours sur ça...)

Posté par
vanoise
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:13

Bonjour
Par application de la RFD tu obtiens les composantes ax et ay de l'accélération
Par intégration en tenant compte des conditions initiales tu obtiens les composantes vx et vy du vecteur vitesse. Par une nouvelle intégration en tenant compte des conditions initiales tu obtiens x(t) et y(t).

Posté par
vanoise
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:17

Concernant tes réponses :
Si l'axe Oy est vertical et orienté vers le haut : ax=0 et ay=-g.
Pour trouver x(t) et y(t) : il faut tenir compte des conditions initiales. Je suppose qu'à l'instant de date t=0 le centre du boulet est à l'origine du repère :
x(0)=0 ; y(0)=0.

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:23

Merci Vanoise!

Par contre je vois toujours pas la différence entre la question 1 et 2.

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:25

*Erreur la question 2 c'est donner v(x) et v(y): c'est pour ça que je vois pas la différence...

Posté par
vanoise
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:30

Question 1 : application du principe fondamental de la dynamique :

a_{x}=\dfrac{dv_{x}}{dt}=0
 \\ 
 \\ a_{y}=\dfrac{dv_{y}}{dt}=-g

Question 2 : intégration des relations précédentes en tenant compte des conditions initiales pour obtenir vx et vy

puis nouvelle intégration pour obtenir x et y à partir des équations différentielles :

v_{x}=\dfrac{dx}{dt}
 \\ 
 \\ v_{y}=\dfrac{dy}{dt}

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:34

Ok parfait.

Ps: je sais pas si t'as vu mais j'ai posté une autre question sur le forum lycée, c'est une erreur je suis en L1 (désolé)

Posté par
vanoise
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:37

Citation :
j'ai posté une autre question sur le forum lycée

Vu et répondu !

Posté par
gbm Webmaster
re : [méca] boulet de canon 25-02-20 à 18:41

Bonsoir,

Idem ici, il ne faut pas hésiter à aller faire un tour dans les ressources proposées par le site : Mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur

Je vous laisse poursuivre

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 17:06

Ok j'ai repris l'exercice.
On me demande la position du point de chute en fonction de la vitesse vo et de l'angle α.

j'ai intégré les vecteurs vitesse vx et vy et j'ai
x(t)=1/2 gt²+vo cos α t
yt(t)= -1/2gt² +vo sin  αt

Je dis que au point de chute y=0
donc je remplace y par 0 et je trouve t=(2 vo sin α)/g=0,815s

J'injecte t dans x(t) et je trouve 8,91m
Ce qui me semble peu comme distance...

Ais je fais une erreur?
Merci d'avance.

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 17:13

gbm @ 25-02-2020 à 18:41

Bonsoir,

Idem ici, il ne faut pas hésiter à aller faire un tour dans les ressources proposées par le site : Mouvement d'un projectile dans le champ de pesanteur

Je vous laisse poursuivre



En lisant ta fiche je trouve ça:

La flèche de la trajectoire correspond au moment où la balle a atteint sa hauteur maximale. (H sur le dessin)
Quand la balle a atteint sa hauteur maximale, le vecteur vitesse a une direction horizontale. Sa composante sur l'axe des ordonnées (v_y) est donc égale à 0.

Faut il utiliser cette méthode?

Posté par
vanoise
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 17:56

Tu n'as pas tenu compte de mon message du 25-02-20 à 18:30 et en particulier du fait que ax=0.
Ton expression de x(t) est donc fausse.
La méthode pour obtenir la portée est correcte mais bien sûr le résultat est faux compte tenu de l'erreur sur x(t). Cependant une vitesse de 8m/s est irréaliste. Les valeurs réelles sont beaucoup plus importantes (au moins dix fois plus).
Ton énoncé ne parle pas de déterminer la flèche...

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 18:01

Ah ok oups ^^

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 18:11

Du coup est ce que tu aurais une idée de pourquoi mon temps de chute est irréaliste svp?

Posté par
vanoise
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 18:22

Je viens de te répondre. Il y a deux raisons :
1° : ton expression de x(t) est fausse
2° : la vitesse initiale des boulets de canon est en réalité très supérieure à 8m/s  : en général de l'ordre de la centaine de m/s voire pour certains canons, nettement plus...

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 18:26

Oui j'ai corrigé pour x(t) je trouve vo cos α t, mais mon t est toujours faux puisque je trouve pour y=0 t=0,815s or je ne vois pas l'erreur dans mon calcul de t à partir de y(t)
Et si j'injecte t dans x(t) (l'expression correcte) je trouve toujours une distance très faible...

Posté par
lulunb
re : [méca] boulet de canon 26-02-20 à 18:28

Ah pardon j'ai compris c'est l'énoncé de l'exercice qui n'est pas réaliste!

Bonne soirée et merci beaucoup



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