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Mécanique Newton

Posté par
weib
17-09-09 à 16:10

Bonjour.
je copie l'énoncé et après je vous expliquerai mon problème (la figure est à la fin)

Un skieur s'élance sur un tremplin à une vitesse initiale nulle v(A)=0. Il glisse
sur le tremplin en accélérant et le quitte au point C pour le saut . On suppose
que les frottements des skis sur le tremplin et que les frottements dus à l'air
pendant le saut sont négligeables. Le tremplin lui permet d'accélérer et de
quitter la piste en C à l'horizontale.

Données : tan( ) = \sqrt{3}/2   , H = z(A)-z(C) = 20 m, h = z(C)-z(D) = 5 m,
g = 10 m/s²
1. Calculer à l'aide du théorème de l'énergie cinétique la vitesse du skieur
au point C.
2. La vitesse dépend-elle de l'inclinaison de la pente AC ? Pourquoi ?
3. On considère le point D comme origine du repère.
Calculer en fonction de l'équation de la pente DE dans ce repère
4. Le skieur quitte le tremplin en C à une vitesse horizontale vC.
Faire le bilan des forces lors de la phase de vol.
5. A l'aide du principe fondamental de la dynamique projeté sur les axes,
déterminer les coordonnées du skieur (x(t),z(t)) lors de la phase de vol
dans le repère (D,ux,uz) en fonction du temps.
6. Exprimer le temps t en fonction de x et déduire l'équation de la
trajectoire du skieur z(x) .
7. Soit R le point d'impact du skieur sur la piste DE. Déterminer les
coordonnées du point R.
8. Calculer la longueur du saut DR
9. Calculer la durée du vol



Pour la 1 je fais mgz = 1/2 mv², je trouve v=14.15 m/s
Pour la 2, c'est non puisqu'il n'y a pas de frottements donc l'angle n'apparait pas dans l'équation.
Pour la 3, je bloque parce que je ne comprends pas ce que ça veut dire l'équation de la pente DE dans ce repère.

donc je sollicite votre aide pour cette question (pas pour le reste que je compte bien réussir ^^)

merci par avance pour vos idées, vos pistes.

Mécanique Newton

Posté par
donaldos
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 17:36

On te demande de trouver une équation du type z=ax+b décrivant la droite (DE) dans le repère (D,\vec{u}_x,\vec{u}_z).

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 17:51

je vois pas par où commencer ...
je n'arrive pas à "transformer" l'angle en coefficient directeur, je sais pas comment faire sans repère orthonormé.
c'est sans doute pas comme ca qu'il faut faire ...

Posté par
donaldos
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 17:58

Tu as pourtant déjà dû le faire cent fois.

As-tu tracé le repère que l'on t'indique?

Quelles sont les coordonnées de D et de E dans ce repère?

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 19:18

D(0,0)
E(cos*DE), sin*DE)

sauf erreur de ma part.

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 19:19

j'ai oublié le - pour l'ordonnée de E

Posté par
donaldos
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 19:28

Normalement, tu es maintenant en mesure de déduire l'équation d'une droite à partir  des coordonnées de deux points de cette droite.

z=-\tan \beta x

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 19:35

Comment on passe de ces deux coordonnées à cette équation stp ?

Posté par
donaldos
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 19:53

Si  l'on considère la droite (DE):z=ax+b

D (0,0) \in (DE) \Rightarrow b=0


E (DE \cos \beta,-DE\sin\beta) \in (DE) \Rightarrow a=-tan \beta

Il suffit de remplacer z et x par les coordonnées de ces deux points particuliers dans l'équation de départ.

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 20:02

en fait ce uqe je comprends pas c'est comment tu trouves "tan"

Posté par
donaldos
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 20:14

Il suffit d'écrire deux lignes:

Si on injecte les coordonnées du point E dans l'équation z=ax+b, sachant que b=0, on obtient:

-DE\sin \beta=a DE \cos \beta

d'où

a=-\frac{\sin \beta}{\cos \beta}=-\tan \beta

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 17-09-09 à 20:23

ok j'ai compris.

jdois être vraiment creuvé pour pas l'avoir vu Oo

merci beaucoup

Posté par
fireprout
Resultats? 17-09-09 à 23:57

Weib
j'ai fait l'exercices mais je ne suis pas sur du resultat
alors si tu peux me dire si tu as trouvé la meme chose...
je trouve la distance DR = 100 m
et la durée de vol de 3.25 s donc

Posté par
fireprout
Resultats?2 17-09-09 à 23:57

Pardon pour la durée c'est 3.75s

Posté par
fireprout
objet 18-09-09 à 00:00

D'ailleurs tu serais pas de la pitié toi? ^^

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 12:42

Oui je suis à la pitié.

je n'arrive pas à passer la question 7.
j'avais trouvé à la question 6
t=x/vx
et
z=-1/2*g*(x/vx

Posté par
fireprout
question 7 18-09-09 à 13:49

Pour faire la question 7
tu consideres que le point R c'est le moment ou la trajectoire du skieur et la pente se croise tu resouds dc le systeme avec les deux egalité de z(t) que tu as trouvé
(c'est a dire la trajectoire et lequation de la pente)

Par contre fais attention tu as fait la meme erreur que moi pour z
n'oublie pas que l'origine du repère c'est D et que le saut commence en C l'ordonnée a l'origine n'est donc pas nulle mais egale a 5.

tiens moi au courant de tes resultats

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 14:50

ah oui exact, je n'avais pas vu le z0 de 5m ... c'est vicieux quand même
je ferai ça tout à l'heure je te tiens au courant merci

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 14:54

Ok de rien

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 15:16

hmmm je trouve un truc bizarre.

puisqu'après correction je trouve
z(x) = -1/2*g*(x/vx)² + 5

le point de chute c'est z(x) = -sinx

donc j'égale les deux pour trouver le x

-1/2*g*(x/vx)² + 5 = -sinx

-1/2*g*(x/vx)² + 5 = -1/2*x

g*(x/vx)² + 10 = x

mais à partir de là mes tentatives de résolution s'avèrent infructueuses.

à côté de quoi est ce que je suis encore passé ? ^^

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 15:23

Euh sin(beta)=rac(3)/2 pas 1/2!

arrivé dc a l'egalité de la pente de la trajectoire et de l'equation de la trajectoire j'ai tout de suite remplacé les lettres par les nombres correspondants
(Vx=Vc) puis j'ai mis toutes les expressions d'un coté et je les ai mise avec le meme denominateur afin de me debarasser de ceux ci

ainsi j'arrive a un polynome du second degrés:
-10x²+400rac(3)x+4000=0

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 15:40

y'a marqué dans l'énoncé tan(beta) = rac(3)/2 ! pas sin !

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 15:45

Oui mais tu ne devrais aps avoir de sin... car l'equation de la pente c'est
z(t)=-tan(beta)*x

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 15:46

et oui pardon c'est tan(beta)=rac3)/2

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 15:51

oui c'est vrai pardon, jsais pas d'où je le sors mon sin ><

donc je trouve

-1/2 * g * (x/Vx)² + 5 = -  rac(3)/2 * x

tu as eu ce résultat à un moment ou pas ? parce que comme ça je vois pas comment obtenir le 4000

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:03

Oui j'ai eu ce resultat!
ensuite j'ai remplacé Vx=Vc=20m/s (on la calculé au debut)
et g par 10m/s² ensuite tu passes tout d'un coté et tu met tout sur le meme denominateur pr ten debarasser
fais le et je pense que tu trouveras ce que j'ai trouvé

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:13

ok j'ai trouvé ça ! houra !

donc je fais le discriminant je tombe sur x = 5.4  

c'est sensé être la distance au point D ?

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:24

j'ai aps trouvé ca moi je trouve x=75 et y = 65

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:28

ce sont les coordonnes de R

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:31

???
dis moi comment tu fais stp parce que pour moi delta = 640000, rac(delta) = 800

après on a (-692-800)/(-20) et ça fait 5.4

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:32

comment tu peux trouver un Y positif alors que l'axe Z est orienté vers le haut ?

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:39

oui non pardon jai ublié le - y c'est -65

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:42

comment tu obtiens les coordonnées stp ? à partir du discriminant

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:42

oui mais toi tu as calculé la premiere reponse calcule la deuxieme et on aura le meme resultat

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:43

non c bon ta raison c'est ton x qui est bon voila tu as terminé

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:49

attend en fait non regarde ton x que tu as calculé!
tu t'es trompé ds les signes sa fait (692+800)/20 = 75 (a peu près)

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 16:56

ah ok.

OK j'ai trouvé les mêmes coordonnées que toi, 75, -65. bon sang, j'arrive pas à croire que je fasse autant de fautes de calculs, lol !

donc la longueur du saut c'est 100 M [rac(75²+65²)]
je suis d'accord

par contre la durée du vol tu l'obtiens comment ?

Posté par
weib
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 17:21

laisse tomber, j'ai réfléchis 5 secondes et je me suis dis que 20m/s pendant 75m ca faisait 3.75.

aie aie aie

merci pour tout, donc je confirme tes résultats bien joué

Posté par
fireprout
re : Mécanique Newton 18-09-09 à 17:35

OK content d'avoir pu t'aider
(et content d'avoir les bons résultats )
travailles bien tt le reste!

Posté par
FireJeff
re : Mécanique Newton 27-09-09 à 21:28

Vous trouvez pas ça beaucoup un saut avec un dénivelé de 65 mètres!?
Le mec, il a du se casser quelque chose...^^
Moi j'ai trouvé plutôt dans les 6 mètres (pour Zr) et 63 mètres (pour Xr). Mais j'en suis pas sûr, comme tout le monde...



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