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mouvement dans un champ gravitationnel

Posté par
arsenal23
03-05-13 à 05:51

je n'arrive pas à utiliser l'équation de la vitesse dans cet exercice
on a un mouvement de centre d'inertie d'un plongeur le plongeur quitte le tremplin à l'instant t=0avec une vitesse V0incliné de l'angle a=40degré par rapport à l'horizantal
x0=0 et y0=6
le sommet étant atteint au point A d'abcisse x=1m en déduire la vitesst initiale du plongeur!
je sais que je dois utiliser l'équation de la vitesse Vy mais je n'arrive pas à le faire

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 08:16

Bonjour quand même...

Puisqu'il y a un "sommet" on en déduit que la vitesse initiale \vec{V}_0 est orientée vers le haut.

Avec une origine des axes en O : (0 ; 0), l'axe vertical est donc orienté vers le haut.

Accélération pendant la chute libre = accélération due à la pesanteur

\vec{a}(t)\;:\;\begin{array}{|c}0\\-g\end{array}

Vitesse :

\vec{V}(t)\;:\;\begin{array}{|c}constante1\\-g.t\,+\,constante2\end{array}

On sait que \vec{V}(0)\;:\;\begin{array}{|c}V_0.\cos(40°)\\V_0.\sin(40°)\end{array}

ce qui permet de connaître les constantes, et :

\vec{V}(t)\;:\;\begin{array}{|c}V_0.\cos(40°)\\-g.t\,+\,V_0.\sin(40°)\end{array}

Si je note M le point représentant le plongeur :

\vec{OM}(t)\;:\;\begin{array}{|c}V_0.\cos(40°).t\,+\,constante3\\-\frac{1}{2}g.t^2\,+\,V_0.\sin(40°).t\,+\,constante4\end{array}

Mais on sait que :

\vec{OM}(0)\;:\;\begin{array}{|c}0\\6\end{array}

et donc :

\vec{OM}(t)\;:\;\begin{array}{|c}V_0.\cos(40°).t\\-\frac{1}{2}g.t^2\,+\,V_0.\sin(40°).t\,+\,6\end{array}

À quel instant le sommet est-il atteint ?
Tu sais que pour cet instant, l'abscisse vaut 1 m
Donc... que vaut la vitesse initiale V_0 ?

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:02

j'ai fait tout cela mais je n'ai aucun donnée sur l'instant t c'est pourquoi je crois qu'on doit utiliser
les composantes du vecteur vitesse

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:03

Mais oui. Fais-le !

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:04

commoent?? je ne peux pas la simplifier!!!

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:05

Il n'y a rien à simplifier.

Que vaut sa vitesse verticale quand le plongeur est au sommet de la trajectoire ?

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:06

c'est la valeur de V !! Vy=0 pourtant

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:08

Si l'on note Oy l'axe vertical, alors oui, Vy = 0

Donc... à quel instant cela a-t-il lieu ?

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:11

t=(V0 sin(40))/g???

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:12

Bien sûr...

Alors, la suite ?

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:13

on peut remplacer t par son expression dans y(t)

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 20:24

j'ai essayé mais ça ne marche pas

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 21:04

Ah ? Chez moi "ça marche"...

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 21:13

comment??
on a à la fin
(V02.sin2(40))/2.g=y

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 21:18



Citation :
À quel instant le sommet est-il atteint ?
Tu sais que pour cet instant, l'abscisse vaut 1 m
Donc... que vaut la vitesse initiale V_0 ?


Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 21:27

franchement je ne sais pas!!

Posté par
mjpopo
re : mouvement dans un champ gravitationnel 03-05-13 à 22:39

Bonsoir,

j'aurais une petite question...
Quand on doit trouver une valeurs de t, comment savoir s'il faut la prendre dans y=... ou x=... à l'étape de v(t) svp?

La plupart du temps on prend de x=... parce que la relation obtenue est généralement plus simple... en fin je croyais que c'était pour ça en tout cas. Comment savoir donc?

Merci d'avance

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 07:46

Bonjour mjpopo

Réponse : avant de savoir quelle "formule" utiliser il faut réfléchir. C'est le raisonnement qui donne la réponse. Et cela est vraiment ce qui est intéressant en physique.

Le sommet de la trajectoire du saut ? C'est le moment où la vitesse verticale cesse d'être positive pour devenir négative : donc passe par zéro.
En conséquence pour savoir à quel instant le plongeur se trouve au sommet de la trajectoire, il faut utiliser la coordonnée vy de la vitesse et écrire qu'elle passe à zéro à cet instant.

Ensuite l'énoncé dit que l'abscisse de ce sommet vaut 1 mètre.
La suite du problème est évidente si l'on sait lire l'énoncé et que l'on accepte de réfléchir au lieu de vouloir appliquer aveuglément des "formules".

Posté par
arsenal23
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 08:05

merci pour ton aide!! j'ai l'idée mais je trouve des difficultés en l'appliquant!! on n'a aucune idée sur Vx en ce temps là

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 08:25

C'est l'abscisse du sommet qui vaut 1 mètre

Vx n'a donc rien à voir là-dedans...

Posté par
mjpopo
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 11:06

Il faudrait donc faire Vy = -gt + in*V0 = 1 ?
à partir de là, sortir le t:

t = (1-sin*V0) / -g  ?

Une fois qu'on a t, il faut le remplacer par cette formule dans y(t) = 0 et faire le V0 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 15:59



Mais non.

Je signale que l'instant t où le plongeur se trouve au sommet de la trajectoire a déjà été trouvé.

Au sommet de la trajectoire la composante verticale de la vitesse est nulle.

Donc il suffit d'écrire :

-g.t\,+\,V_0.\sin(40°)\;=\;0

et donc

\large t\;=\;\frac{V_0.\sin(40°)}{g}

Il reste à reporter cette valeur de t dans l'équation qui donne l'abscisse du plongeur, sachant qu'à cet instant cette abscisse vaut 1 m

Posté par
mjpopo
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 16:43

Ah ben dans ce cas, s'il faut reporter cette valeurs de t dans l'équation qui donne l'abscisse du plongeur, ce n'est pas dans y(t) qu'il faut reporter t = V0.sin(40) / g mais dans x(t)?

Tu dis qu'à l'instant t = V0.sin(40) / g, x = 1m en fait?

Il faut résoudre x(t) = V0.sin(40)*V0.sin(40)/g = 1 ?!

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 04-05-13 à 20:49

Oui, à ceci près que tu t'es trompé(e) en recopiant x(t)

Posté par
mjpopo
re : mouvement dans un champ gravitationnel 05-05-13 à 11:40

Ah oui, c'est cosinus ^^

Donc x(t) = V0.cos(40)*V0.sin(40)/g = 1
Ca revient à V0².cos(40).sin(40)/g = 1

V0² = g / cos(40).sin(40)
V0 =  racine(g/cos(40).sin(40))
= 4,46 m.s-1 ?

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 05-05-13 à 13:05

Voilà... tout simplement !

Posté par
mjpopo
re : mouvement dans un champ gravitationnel 05-05-13 à 13:36

OOOOOOOOOOOK!
Faut bien faire gaffe à ce qu'il nous demandent en fait ^^

Merci Coll

A la prochaine!

Posté par
Coll Moderateur
re : mouvement dans un champ gravitationnel 05-05-13 à 13:43

Aucun doute !
_______

Je t'en prie.
À une prochaine fois !



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