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Physique : Chute libre + mouvement horizontal

Posté par kiki02 (invité) 23-04-07 à 14:47

Bonjour
J'ai un exercice à résoudre dont voici l'énoncé. Je n'ai pas de problème pour le point a et b (normalement sans faute). Par contre, je ne sais pas comment on calcule la vitesse lors de l'entrée dans l'eau pour un mouvement combiné (vertical + horizontal). Le livre me donne comme réponse 47,2m/s. mais moi je trouve 40 m.
Pouvez-vous m'aider sur ce point. Merci d'avance

Lors d'une séance de cinéma, nous voyons un camion qui arrive au bord d'une falaise de 80 m de haut avec une vitesse uniforme de 90 km/h. Calculez
a. La durée de la chute.
b. L'endroit où le camion est englouti dans la mer
c. Sa vitesse au moment où il entre dans l'eau
Solution :
Données :
Voy = 0
Vox = 90 km/h = 25m/s
H y = 80 m
G = 10 m/s²
Résolution
a) durée de la chute
y0 = y + vo*t +gt²/2
y0 -y = gt²/2
-80 = 10.t²/2
t² = -80*2/-10
t² = 16 => t = 4s

b)
x = x0 + v*t
x-x0 = 25 *t = 25 *4 = 100 m

c) vx = v0x +gt => vx = 0 + 10*4 = 40
vy = v0y + gt => vy = 0 +10
?????? et puis je suis bloquée.

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 15:20

Bonjour,

Reparti(e) dans la physique ?

Une écriture "pas terrible" pour la question 1
Hier je t'ai expliqué qu'il est bon d'orienter les axes.

Où as-tu placer l'origine des axes ? Dans quel sens (vers le haut ou vers le bas) as-tu orienté l'axe des y ? Tu dois indiquer cela dans ta solution
Sinon on arrive à un carré t2 = une valeur négative (et la division par -10 ne s'explique pas)

Dis-moi comment tu fais correctement la première question

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 15:24

Je précise ma question :
tu as quatre possibilités, mais il faut dire ce que tu choisis :

. l'origine des axes est soit au niveau du haut de la falaise, soit au niveau de l'eau
. l'axe des y est soit orienté vers le haut soit orienté vers le bas

Posté par kiki02 (invité)re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 18:10

Bonjour

L'origine de l'axe est situé au niveau de l'eau
L'axe des y est orienté vers le bas

donc y0 = -80
     g = +10 m/s²
donc t² = (-80 *2)/10
et en effet, je trouve une valeur négative au t² et donc j'ai un problème
c'est pas possible ! Ma réponse n'est pas correcte ?

Physique : Chute libre + mouvement horizontal

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 18:18

L'équation de la projection du mouvement sur l'axe vertical est :

y = (1/2).g.t2 + v0.t + y0

v0 = 0 m.s-1 (dans le sens vertical, réfléchis à cela pour ta dernière question)
y0 = -80 m
g = +10 m.s-2

A l'arrivée dans l'eau
0 = (1/2).g.t2 + v0.t + y0
t2 = -2.y0/g

Application numérique :
t2 = 160/10 = 16
t = 4 s

Posté par kiki02 (invité)re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 18:31

OK, pour ma dernière question, je comprends bien que la vitesse à laquelle j'arrive dans l'eau correspond à la combinaison des 2 mouvements mais honnêtement je ne vois pas
Donnne moi un indice , une piste.....

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 18:35

Le théorème de Pythagore qui va te permettre d'additionner les deux vecteurs vitesses, le vecteur vitesse horizontale et le vecteur vitesse verticale (à retenir ! c'est très souvent utilisé en physique dès que l'on décompose - des forces, des vitesses, des accélérations, etc. toutes ces grandeurs qui sont représentées par des vecteurs - on recompose avec le théorème de Pythagore si l'on a pris la précaution de décomposer selon des axes perpendiculaires !)

Posté par kiki02 (invité)re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 18:45

On utilise la formule
v² = v0²+2ax

c'est cela ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 18:52

La composante horizontale de la vitesse à l'impact dans l'eau est vx = 25 m/s

L'accélération due à la pesanteur est de 10 m.s-2
cela veut dire que chaque seconde la vitesse verticale augmente de 10 m.s-1

Donc la "formule" est simplement vy = 10 . t + v0y

Au bout de 4 secondes en augmentant de 10 m.s-1 chaque seconde et en partant d'une vitesse verticale v0y nulle pour t = 0
la composante verticale de la vitesse atteint ... 40 m.s-1

Pythagore :
v2 = 252 + 402 = 2 225
v = 47,2 m.s-1

Posté par kiki02 (invité)re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 19:30

Donc si je comprends bien et pour généraliser, je dois pour connaitre la vitesse de l'impact pour un mouvement combiné
     1. Calculer la vitesse par seconde pour la composante en x
     2. Calculer la vitesse par seconde (ou pour tout le mouvement? )pour la composante en y
     3. Utiliser la théorème de pythagore pour trouver la vitesse (calculer le vecteur vitesse qui correspond à l'hypothénuse)


Un truc me chipote quand même dans l'exemple ci-dessus. pour l'axe vertical on a calculé la vitesse pour 4 secondes alors que pour la composante horizontale pour 1 seconde. J'en conclus que c'est parce que l'axe horizontal n'a pas d'accélération alors que l'axe des y a une accélération.
Mon raisonnement est correct ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 19:35

Oui, ton raisonnement est correct.

On n'a pas calculé pour 1 seconde... la composante horizontale du mouvement est un mouvement à vitese uniforme. Quel que soit l'instant, la composante horizontale de la vitesse vaut toujours 25 m.s-1

La composante verticale du mouvement est accélérée et il faut calculer la composante verticale de la vitesse au moment qui nous intéresse, ici à l'impact dans l'eau.

Posté par kiki02 (invité)re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 19:40

Ok super ! Je retiens cette généralisation avec ta remarque
Un grand merci pour ton aide de plus en plus précieuse !
:D:D:D:D:D

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : Chute libre + mouvement horizontal 23-04-07 à 19:43

Je t'en prie
A une prochaine fois !



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