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Mouvement d'une balle ...

Posté par
chamaloow
30-04-09 à 19:18

Je bloque sur mon exercice, pouvez vous m'aider?
joueur 1:
d1=1 m
V0 de la balle de tennis= 40 km/h
a=60°

joueur 2:
d2=8 m
h=2,40 m (où h= hauteur du tamis de la raquette au sol)

m=56 g (masse de la balle de tennis)

_ Montrer que le mouvement de la balle est plan ( ça signifie quoi ? on a pas encore vu le cours donc )
_ Déterminer les équations horaires paramétriques et en déduire l'équation de la trajectoire de la forme z=f(x)
_ Montrer que la balle passe par le point M(1;1,57). La hauteur du filet est de 1 m. La balle passe-t-elle au dessus du filet?

Pouvez vous m'aider svp? Merci d'avance

Posté par
masterrr
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 20:20

Bonjour chamaloow,

* Pour montrer que le mouvement est plan (c'est-à-dire qu'il se fait selon deux axes, disons x et y) il faut considérer les composantes des différentes forces. Le poids est vertical vers le bas et la force exercée par le joueur/raquette peut se décomposer selon une composante horizontale et verticale. Il faut donc deux axes pour décrire le mouvement de la balle, le mouvement est donc plan.

* Pour déterminer les équations horaires, il faut écrire la seconde loi de Newton (ou principe fondamental de la dynamique, je ne sais pas comment ton professeur l'a appelé). Ensuite il te suffit t'intégrer pour obtenir les expressions des vitesses puis intègres encore une fois pour arriver jusqu'aux expressions des positions sur les axes (équations horaires). Les constantes d'intégration se déterminent grâce aux conditions initiales. Enfin, pour obtenir l'équation de la trajectoire, il faut éliminer le paramètre temps. Exprime donc t en fonction des autres inconnues grâce à la première équation horaire puis remplace t dans la seconde équation pour arriver au résultat demandé.

* On va d'abord commencer par le début avant de s'attaquer à ces dernières questions d'accord ?

Bon courage !

Posté par
masterrr
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 20:35

Oups, la balle est soumis uniquement à son poids qui est vertical vers le bas.

Mais le balle part avec un vecteur vitesse 5$ v_0 qui lui peut se décomposer selon une composante verticale et horizontale. Le reste de mon raisonnement s'applique alors et le mouvement est donc bien plan.

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 20:50

_J'arrive pas du tout la question 1
_ Aprés pour les équations horaires je trouve
x=V0.cos a.t= 40cos(60)t
y=0
z=-1/2.g.t²+V0.sin a.t=-4,9t+40sin(60)t

C'set bon

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 20:52

oups pour z c z=-4,9t²+40sin(60)t

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:03

Bonsoir,
Pour l'équation  de la trajectoire je trouve
z=(-4,9x²)/(40cos(60))² +xtan(60)
mais je vois pas le rapport avec z=f(x) car on parle pas de fonction dans cet exercice

Posté par
coriolan
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:05

la vitesse doit être exprimée en m/s

Posté par
masterrr
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:05

Hum... Je crois qu'il y a un soucis concernant les constantes d'intégration.

Quand tu intègres, il faut déterminer la constante d'intégration. Ce que tu as fait pour la première intégration (passage du vecteur accélération au vecteur vitesse) mais j'ai l'impression que tu ne l'as pas fait pour la seconde intégration (passage du vecteur vitesse au vecteur position) ou alors tu as considéré que les constantes étaient nulles ?

A t=0, la balle est à la distance 5$ d_1 et à la hauteur 5$ h.

Donc je dirais plutôt : 5$ x(t)=(v_0\cosa)t+d_1 et 5$ z(t)=-\frac{1}{2}gt^2+(v_0\sina)t+h.

(Dans mon raisonnement, j'ai considéré que c'est le joueur 1 qui à la balle au début à t=0 et qui l'envoie au joueur 2, je ne sais pas si ton énoncé le précisait ? Sinon la balle serait également à la hauteur 5$ h mais à la distance 5$ d_2 par contre, tu vois ce que je veux dire ? Si ton énoncé ne précise rien, il semble tout à fait raisonnable de voir les choses comme ça.)

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:08

Oui c'est le joueur 1 qui a la ballee au début et qui la lance au joueur 2

Posté par
masterrr
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:10

Tu as donc 5$ t=\frac{x-d_1}{v_0\cos a} donc 5$ z(x)=-\frac{g}{2v_0^2\cos^2 a}(x-d_1)^2+\tan a(x-d_1)x+h.

On a donc l'expression de l'altitude z en fonction de l'abscisse x : l'altitude z est donc une fonction de l'abscisse x !

Posté par
coriolan
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:26

avec un cet énoncé trop (=mal) résumé on peut hésiter.
j'ai considéré quela balle était frappée au niveau du sol (h=0) par le joueur 1,que l'origine des abscisses était le joueur 1
dans ce cas, on a bien z= 1,57 pour x=1
pour la suite ,d=8m par rapport à quoi?

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:29

Je trouve ça effectivement mes constantes étaient nulles, je suivais l'exemple sur mon annabac comme je n'ai pas encore fait le cours !

Pour ma dernière question celle avec le point M je ne vois vraiment pas comment faire car le cours de l'annabac n'explique pas du tout donc je suis bloquée, je crois que je suis bloquée depuis le début la physique c'est ma trop mon truc désolé !

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:32

d2=8 m est la distance du joueur 2 ar rapport au filet

Posté par
chamaloow
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 21:35

Quand x=1 je trouve que z=2,4 pourquoi

Posté par
coriolan
re : Mouvement d'une balle ... 30-04-09 à 22:21

V0=40/3,6=11,1m/s
z=-4,9.x2/(V0cos)2  +x.tan
avec x=1 je trouve z= 1,57

si d=8m,x=9m
z=-4,9.92/(11,1/2)2 +9.1,73
z=2,7m
Apparemment le joueur 2 serait lobé.
la balle touche le sol à l'abscisse 10,9m (z=0) soit 9,9m derrière le filet,donc dans le court (11,89m)
Sauf erreur de ma part



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