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Mécanique

Posté par
termina123
18-06-19 à 14:15

Bonjour

Originaire d'anciennes pratiques celtes, le lancer du marteau est une discipline de l'athlétisme qui consiste à lancer le plus
loin possible un boulet auquel est fixé un câble en acier muni d'une poignée.

À cette fin, l'athlète fait d'abord prendre de la vitesse à son marteau en tournant sur lui-même (voir schéma ci-contre) sans
sortir d'un cercle de lancement. Le marteau est ensuite lâché avant d'atterrir sur le sol. Dans les parties 1 et 2 de cet exercice, on étudie un lancer de marteau réalisé par une athlète puis, dans la partie 3, le taux de créatinine dans le sang de l'athlète.

1. Étude du mouvement du boulet avant le lâcher du marteau par l'athlète

Pour simplifier l'étude, on suppose que l'athlète tourne sur elle-même autour d'un axe immobile vertical et que son bras est toujours tendu. Dans le référentiel terrestre, le mouvement du boulet
est alors supposé plan et circulaire, accéléré dans un premier temps puis uniforme dans un deuxième temps.

1.1. À partir de la définition du vecteur accélération a, justifier qualitativement l'existence d'une accélération lors d'un mouvement circulaire.

1.2. En justifiant la réponse, choisir parmi les schémas ci-dessous, celui qui correspond à un mouvement circulaire accéléré puis celui qui correspond à un mouvement circulaire uniforme.
Sur chaque schéma, les vecteurs vitesse v et accélération a sont représentés en un
point de la trajectoire du boulet en vue de dessus.

1.3. En appliquant la seconde loi de Newton, justifier le fait que, dans le cas du
mouvement circulaire uniforme, le poids du boulet soit négligeable devant la force exercée par le câble sur le boulet. La vitesse v est égale à 26 m.s-1, l'intensité de la pesanteur g à 9,8 m.s-2 et le candidat proposera une valeur pour le rayon R de la trajectoire.

J'ai répondu aux deux premières questions mais la 3 je bloque je ne comprends pas dans la correction comment ils font pour négliger le poids par rapport a la force... :

1.3. D'après la seconde loi de Newton appliquée au boulet dans le référentiel terrestre supposé
galiléen, on a . Σf ext =ma
Soit P+F =ma ou F est la force exercée par le câble sur le boulet
F et a sont visiblement dans le même plan (pas forcément horizontal), c'est donc que F +P=F ainsi ||F||>>||P||. On peut négliger le poids face à la force du câble . Bah ça je comprends pas

Posté par
odbugt1
re : Mécanique 18-06-19 à 16:35

Bonjour,

La force \vec F est centripète, elle est nécessairement dirigée vers C

Le poids \vec P  est vertical.

Le mouvement est circulaire uniforme donc le vecteur accélération \vec a est centripète, dirigé vers C lui aussi.

La 2ème loi de Newton indique que \vec F + \vec P = m \vec a donc que la somme vectorielle \vec F + \vec P (non représentée sur la figure) est colinéaire au vecteur  \vec a donc encore dirigée vers C

La figure montre que cela n'est pas possible sauf si le poids est négligeable devant la force \vec F

Mécanique

Posté par
termina123
re : Mécanique 18-06-19 à 21:12

Bien joué je pense que j'ai compris,
Ducoup on peut raisonner comme ça ? F et a sont  colinéaires  , d'après la figure hein
Et la deuxième noix de newtons dit que sigma F ext =m.a (c'est vrai c'est la definition)
F+P=m.a or p est orthogonal au sol (ici) ducoup c'est pas possible d'avoir p tel que F+P=m.a et donc p est suffisamment petit pour ne pas le compter et ainsi dire f=m.a ?

Je sais pas du tout si ce que je dis est bon merci de me corriger

Posté par
odbugt1
re : Mécanique 19-06-19 à 00:00

Oui, tu as bien compris mon explication.
Ce n'est pas seulement " d'après la figure " que \vec F et \vec a sont colinéaires.

\vec F a la direction du câble, lequel passe par C
\vec a est tourné vers C : C'est une caractéristique du mouvement circulaire uniforme.
La figure ne fait qu'illustrer la situation.

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