EXERCICE I - La profondeur du puits
Donnée : Intensité de la pesanteur sur Terre : g = 9,81 m.s-2.
Afin de mesurer la profondeur d'un puits, on peut lâcher un caillou et mesurer la durée de sa chute. On trouve une durée de valeur τ = 2,0 s.
On modélise le mouvement du caillou comme une chute libre sans vitesse initiale. Le mouvement de son centre d'inertie G est étudié dans un repère d'axe , orienté vers le haut et dont l'origine est au fond du puits :
(a) Définir la quantité de mouvement d'un système à l'aide d'une relation. Donner le nom et l'unité de toutes les grandeurs intervenant dans cette relation.
(b) Exprimer la 2ème loi de Newton à l'aide de la quantité de mouvement.
(c) Lorsque la masse du système est constante, déduire de l'expression précédente une expression de la 2ème loi de Newton faisant intervenir l'accélération du centre d'inertie G du système.
(d) Exploiter la 2ème loi de Newton afin d'obtenir toutes la caractéristiques de l'accélération du caillou en chute libre : direction, sens et valeur. En déduire sa coordonnée .
(e) Exprimer l'altitude du caillou en fonction du temps.
(f) Calculer numériquement la profondeur du puits.
J'ai rien compris du tout !
a : Le vecteur quantité de mouvement d'un système donné est défini par le produit de sa masse m et de sa vitesse .
avec m en kg, en et en .
Plus la valeur de p est grande, plus le corps en mouvement a tendance à « continuer sur sa lancée » (c'est-à-dire à continuer son mouvement dans la même direction). Exemple : une balle plus lourde et/ou allant plus vite sera plus difficile à arrêter qu'une balle moins lourde et/ou allant moins vite.
La quantité de mouvement d'un système constitué de plusieurs solides est la somme vectorielle des quantités de mouvement des solides qui constituent le système.
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