Bonjour à toutes et à tous,
Je voudrais vous faire part de mon problème sans négliger que mon but ultime ici est de comprendre une bonne fois pour toute ce genre d'ennoncé, d'exercice.
"Une pierre est lâchée sans vitesse initiale du sommet d'un immeuble de 30 m de hauteur. Une demi-seconde plus tard, une deuxième pierre est jetée verticalement vers le bas avec une vitesse de 20 m/s. A quelle hauteur par rapport à la base de l'immeuble, la deuxième pierre rattrape-t-elle la première ? "
Je suis vraiment perdue ...
Je sais que Pour P1, j'ai v0=0
Pour P2, j'ai v0=20m/s
Aussi, h=30m
A part ça je ne sais rien.
Merci d'avance pour votre aide. Celle-ci me serait totalement bénéfique.
Bien à vous et bonsoir.
Bonjour,
Le titre MRU n'est pas bien adapté.
Vous êtes devant un problème à deux mobiles, ici P1 et P2.
On peut utiliser la méthode suivante (parmi d'autres) :
Origine des espaces : x=0 , le haut de l'immeuble.
Origine des dates : t =0 départ de P1.
Equations de la chute libre :
x =0,5*g*t^2 + v0*t + x0 v = g*t +v0
Pierre P1 : Pour t=0 , x=0 et v=0...........................x=0,5*g*t^2 et v = g*t
Pierre P2: Pour t = 0,5 x =0 et v= 20 d'où v0 et x0.....................................
A vous de continuer.
A vous lire. JED.
Après 0,5 s de chute, la vitesse de la pierre 1 est v = g.t = g*0,5 = 9,8 * 0,5 = 4,9 m/s
et la distance parcourue par cette pierre est à cet instant de d = gt²/2 = 9,8 * 0,5²/2 = 1,225 m
Si on prend l'origine d'horloge (t=0) à cet instant, et l'origine de l'axe vertical du repère au sol (à la verticale de la position des pierres),
Avec l'axe dirigé vers le haut on a:
Pierre 1:
V1(0) = -4,9 m/s
y1(0) = 30 - 1,225 = 28,775 m
Pierre 2:
V2(0) = -20 m/s
y2(0) = 30 m
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Les 2 pierres sont soumises à l'accélération de la pesanteur (g = -9,8 m/s²) (le - parce que m'axe vertical Oy du repère est dirigé vers le haut)
Equations du mouvement : y(t) = yo + Vo.t + gt²/2
Pour la pierre 1 : y1(t) = 28,775 - 4,9.t - 9,8*t²/2
Pour la pierre 2 : y2(t) = 30 - 20.t - 9,8*t²/2
La pierre 2 rattrape la pierre 1 pour y2(t) = y1(t)
Soit donc à l'instant t1 tel que pour : 28,775 - 4,9.t1 - 9,8*t1²/2 = 30 - 20.t1 - 9,8*t1²/2
28,775 - 4,9.t1 = 30 - 20.t1
15,1 t1 = 30-28,775
t1 = 1,225/15,1 s
on a : y2(t1) = 30 - 20*(1,225/15,1) - 9,8*(1,225/15,1)²/2 = 28,35 m
La pierre 2 rattrape la pierre 1 à 28,35 m au dessus du sol.
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Autrement :
Après 0,5 s de chute, la vitesse de la pierre 1 est v = g.t = g*0,5 = 9,8 * 0,5 = 4,9 m/s
et la distance parcourue par cette pierre est à cet instant de d = gt²/2 = 9,8 * 0,5²/2 = 1,225 m
La pierre 2 doit donc rattraper une longueur de 1,225 m et la vitesse ralative entre les 2 pierre est et restera de 20 - 4,9 = 15,1 m/s (puisque l'accélération des 2 pierres est la même)
--> temps de descente de la pierre 2 avant rattrapage : t1 = 1,225/15,1 = 0,081125827815 s
Cette pierre aura alors parcouru une distance d = Vo.t1 + gt²/2 = 20*0,081125827815 + 9,8*0,081125827815²/2 = 1,6548 m (arrondi)
---> Rattrapage à une hauteur par rapport au sol de 30 - 1,6548 = 28,35 m (arrondi)
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Et encore d'autres alternatives ...
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