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Mouvement rectiligne plan 2D

Posté par
Mathias00
19-10-17 à 18:40

Bonjour, je travail actuellement sur les mouvements rectilignes et je n'arrive pas trop à avancer dans un exercice, voici son énoncé :

On repère la position des voitures dans un repère cartésien Oxy muni de la base orthonormée (i,j). A l'instant t=0, la voiture M1 est a l'origine O. Au même instant, la voiture M2 est au point de coordonnée (0,d). Le véhicule M1 a un mouvement rectiligne uniforme de vitesse \vec{v_{1}}} = v_{1}\vec{i}. Le véhicule M2 a aussi un mouvement rectiligne uniforme à la vitesse v_{2}. On connait la norme v_{2}=\parallel \vec{v_{2}}\parallel du vecteur vitesse de la voiture M2. Le conducteur de M2 souhaite intercepter la voiture M1. Le but de cet exercice est de déterminer quel est la direction que la voiture M2 doit prendre.

1) On note v_{2_{x}} et v_{2_{y}}, les deux composantes de vecteurs  v_{2} dans la base (i,j). Donner les expressions des vecteurs position \vec{OM1(t)} et \vec{OM2(t)} de chacune des voitures, en fonction du temps t des composantes des vitesse et de d.

2)En déduire la valeur de v_{2_{y}} pour que l'interception se produise.

3)En déduire également l'expression de v_{2_{y}} en fonction de  v_{1},  v_{2} et d.

4)En déduire l'angle \alpha que fait le vecteur vitesse  v_{2} avec \bar{i}. On pourra exprimer tan(\alpha) en fonction des données.

5)
Donner l'expression du temps t_{f} mis par la voiture M2 pour atteindre M1.

6)Donner l'expression des coordonnées ( x_{I}, y_{I}) du point I où l'interception se produit, en fonction des données.

7)Applications numérique  v_{1}=60km/h,  v_{2}=100km/h, d=30m, calculer \alpha, t_{f} et (x1,y1)

J'ai répondu à la première question :

1) Pour la première voiture M1, on a :
a_{1}=0
v_{1} = v_{1}(0)  (v_{1}(0) une constante)
x_{1} (t)= v_{1}(0)*t +x_{1}(0)     (x_{1}(0) une constante nulle car la voiture M1 est située à l'origine à t=0)
Donc x_{1}(t) = v_{1x}(0)*t
y_{1}(t) = v_{1y}(0)*t + y_{1}(0)     (y_{1}(0) une constante nulle car la voiture M1 est située à l'origine à t=0)
Donc y_{1}(t) = v_{1y}(0)*t

Donc  \vec{OM1(t)} = x_{1} (t) + y_{1}(t)
\Leftrightarrow  \vec{OM1(t)} = v_{1x}(0)*t  + v_{1y}(0)*t

Pour la deuxième voiture M2, on a :
a_{2}=0
v_{2} = v_{2}(0)  (v_{2}(0) une constante)
x_{2} (t)= v_{2}(0)*t +x_{2}(0)   (x_{2}(0) une constante nulle car la voiture M2 a pour coordonnée (0,d) à t=0) Donc x_{2}(t) = v_{2x}(0)*t
y_{2}(t) = v_{2y}(0)*t + d

On a :  \vec{OM2(t)}= x_{2} (t) + y_{2}(t)
\Leftrightarrow  \vec{OM2(t)}= v_{2x}(0)*t  + v_{2y}(0)*t + d

2) Expression de v_{2x} :
\vec{OM1(t)}=\vec{OM2(t)}
\Leftrightarrow v_{1x}(0)*t  + v_{1y}(0)*t = v_{2x}(0)*t  + v_{2y}(0)*t + d  
On isole v_{2x} :
\Leftrightarrow (v_{2x} = v_{1x}(0)+v_{1y}(0)- v_{2y} - \frac{d}{t})

Il reste un t dans l'expression et je ne sais pas comment m'en débarrasser car on doit trouver l'expression de v_{2x} qu'en fonction de v_{1}, v_{2} et d

Ce qui me bloque pour la suite des questions...

Merci pour votre aide

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement rectiligne plan 2D 19-10-17 à 20:11

Bonsoir
Attention!
Un vecteur ne peut pas être égal à un nombre !
\vec{OM1} = x1 + y1 et non pas x1 + y1

Posté par
Mathias00
re : Mouvement rectiligne plan 2D 19-10-17 à 20:17

Oui, merci, j'ai fais quelques oublis de notation n'étant pas trop habitué avec LaTex
A part cela, mes réponses sont-elles cohérentes?

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement rectiligne plan 2D 19-10-17 à 20:21

Eh non car tes confusions de notation t'ont fait écrire des relations qui n'ont aucun sens
Deux vecteurs sont égaux si leurs composantes sont les mêmes (dans une base donnée)

Posté par
krinn Correcteur
re : Mouvement rectiligne plan 2D 20-10-17 à 09:18

Donc ici \vec{ OM1} =\vec{ OM2} implique 2 relations:
x1=X2
y1=y2

Et non pas x1+X2=y1+y2. !



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