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Mécanique balle de golf

Posté par
Mathchim
06-01-13 à 15:36

Bonjour à tous, voilà je me permet d'écrire pour que quelqu'un puisse, je l'espère, m'éclairer sur une question d'un exercice. Voilà l'énoncé:

Une balle de golf de masse m = 45g est située à une distance AB= 5.00m du trou. Le green monte régulièrement avec une inclinaison= 5° par rapport à l'horizontale. Le golfeur frappe la balle en lui communiquant une vitesse v0= 3m/s

On suppose que les frottements ne sont pas négligeables et que le travail fourni par la force qui modélise l'action des frottements est égal au cinquième du travail du poids de la balle.

Questions : 1.Exprimer le travail des forces de frottements en fonction des données de l'énoncé.
2.a. La balle peut-elle atteindre le trou ?
b. Si oui à quelle vitesse, si non à quelle distance du trou s'arrêtera-t-elle ?

merci d'avance pour vos aides

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 15:41

Bonjour,

Que proposes-tu ?

Quand la balle a parcouru, après le coup, la distance d, mesurée sur le green, quel a été le travail du poids, et donc quel a été le travail des forces de frottement ?

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 15:49

Pour la première question, je trouve que :

WAB(f) = 1/5* WAB (P)
                  = 1/5*P(zb-za)
                  = 1/5*m*g*sin 5°*-5
                  =-3.8*10-2 J

Mais je n'arrive pas à déterminer si la balle atteint ou non le trou et je ne sais pas si mon calcul est bon en plus de cela.

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 15:56

En écrivant "-5" tu supposes que la distance parcourue est de 5 m, la distance jusqu'au trou. Mais on n'en sait encore rien

Je t'avais proposé une distance parcourue d

Le travail (résistant) des forces de frottement s'écrirait alors

Wf = (-1/5).m.g.d.sin()
_________

Un coup d'œil sur le théorème de l'énergie cinétique pour la suite...

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 16:06

Ah oui donc grâce à ce petit indice on sait que la balle n'atteint pas le trou et que la distance d est à déterminer.

On sait d'après le théorème de l'énergie cinétique que : Ec = W(Fext)
Donc : 0.5*m*vfinal² - 0.5*m*vinitial²= WAB(f) + WAB(P)

Sachant que si la balle est arreté la vitesse finale est nulle, on a :

-0.5*m*vinitial²=1/5*m*g*d.sin + m.g.d.sin

Jusque là c'est bon ?
                                                                              

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 16:10

Attention !
Les travaux du poids et des frottements sont résistants, donc exprimés par des valeurs négatives !

Ceci corrigé, c'est bon.

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 16:15

D'accord merci beaucoup . Je m'absente et dès que j'ai fini le calcul je viendrai te le montrer Merci Beaucoup de ton aide Coll

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 16:19

Il est également possible que je m'absente.
Mais de toute façon, je te répondrai une fois revenu.

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:08

Voilà j'ai enfin fini par trouver. J'ai donc :

-0.5*m*v²= -6/5.m.g.d.sin
m.g.d.sin = 5/12.m.v²
d= 5mv²/12mgsin
d= 5v²/12gsin
d= 5*3.0/12*9.81*sin 5°
Au final,  d= 1.5m

Mais est ce que ce résultat montre que la balle à fait 1.5 m ou qu'elle est à une distance du trou de 1.5m ?

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:23

petite erreur j'ai oublié le carré, je trouve que d= 4.39

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:41

Avec l'unité, ce serait parfait !

(1/2).m.v2 = (6/5).m.g.d.sin()

d = 5.v2 / [26g.sin()]

d = 4,39 m

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:44

Et le d represente la distance que la balle a parcouru ou la distance qui la sépare du trou ?
Car si c'est la première option il me faut rajouter une petite ligne supplémentaire
En tout cas merci beaucoup pour ton aide elle m'a été précieuse et elle m'a permis de revoir une partie de la mécanique qui n'est pas un chapitre très facile à vrai dire

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:48

Puisqu'on a calculé les travaux des forces dont le point d'application s'est déplacé de la distance d
d est la distance parcourue par la balle.

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:50

Je te remercie . J'ai une dernière petite question : comment justifier que la balle ne peut atteindre le trou ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:52

Le green est en pente de montée et de plus il y a des frottements.
La balle s'arrête par manque d'énergie cinétique.

Par quel miracle se remettra-t-elle en marche pour atteindre le trou ?

Posté par
Mathchim
Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:54

Honte à moi je dois dire que j'avais la réponse sous les yeux. Un grand grand merci pour ton aide coll, vraiment c'était une prestation parfaite de ta part

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 06-01-13 à 17:57

Je t'en prie.
À une prochaine fois !

Posté par
chimie43
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 13:13

bonjour,
je ne comprends pas d'ou sort le 6/5m*g*d*sin()

pouvais vous m'expliquer ? merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 13:27

Bonjour,

Et si tu te donnais la peine de lire les différents messages...

(1/5) + 1 = 6/5

Posté par
chimie43
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 16:26

Oui j'avais vu mais je ne suis pas sur, il vient du théorème de l'Ec ? 1/5m.g.d.sin(a) + m.g.d.sin(a) ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 17:02

Oui, la variation de l'énergie cinétique (une diminution) sera égale à la somme du travail (résistant) des forces de frottement et du travail (résistant également) du poids.

Posté par
chimie43
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 18:43

Ok merci mais pourrais tu m'expliquer quand mettre sin et quand mettre cos dans les formules stp ?
Merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 19:10

Tu fais un dessin.
Tu cherches le triangle rectangle, son angle droit et donc son hypoténuse.
Suivant le côté que tu cherches à évaluer ce sera le sinus ou le cosinus (souviens-toi du collège... en quatrième tu as appris le cosinus et le sinus en troisième...)

Posté par
chimie43
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 19:31

Ah oui je comprends mieux merci
mais je pense qu'il y a un soucis car je n'ai pas vu le théorème de l'énergie cinétique en cours et le bac c'est dans 1 semaine... :/

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 19:47

La variation d'énergie cinétique d'un solide entre deux instants t1 et t2 est égale à la somme algébrique We des travaux des forces extérieures appliquées au solide pendant cet intervalle de temps.

E2 - E1 = We

Posté par
chimie43
re : Mécanique balle de golf 11-06-13 à 20:18

Ok merci, en existe t-il d'autres (théorèmes) ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Mécanique balle de golf 12-06-13 à 19:06

Des théorèmes ?
Je ne sais pas... quelques milliers...



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