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physique: energie cinétique , travail

Posté par
nina69
12-01-08 à 20:05

bonsoir, jai un dm mais j'ai un peu de difficulté sur un exo :

L'exercie suivant a pour but d'étudier un scénarion catastrophe, lors du premier vol habité sur mars.
1) donner l'expression de l'intensité de la pesanteur gM à la surface de mars.Pour la suite du probleme, on done sa valeur numérique: gM=0,39gT ou gT est l'intensité de la pesenteur terrestre.
( jai deja repondu a cette kestion)
2) dans un premier temps, le module de masse m= 15,4t est stabilisé en un point A à h=14km de la surface marsienne S. Quelle est la force de poussée necessaire? (Onsupposera que l'intensité de la pesanteur martiene dépend pu de l'altitude)

(le reste je pense que je peux le fair )

masse de mars: 6,57.1023 , diamètre de mars:6796km  constante gravitationlle: G=6,67.10-11

pour la kestion 2, merci

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 00:23

Bonsoir!

1) tu peux faire suivant plusieurs formule, soit celle du poids, soit celle de l'interaction gravitationnelle. Mieux vaut la 2ème solution.
Mais si tu as répondu...

2) Fais un schéma. Ensuite élabore une formule qui peut te permettre de faire rentrer les données de l'énoncé, tu vois ce que je veux dire?

Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 09:43

bah jai fai un shéma, mai hier j'ai du rester bien 2H sur cette question, jai chercher toute mes formule de cour, mais je bloque je sais pas pourquoi.
Deja est ce que j'ai bien compri la question:je pense que "Quelle est la force de poussée necessaire?" c'est l'équvalent de " a quelle vitesse se trouve t'il pour ne pas tonber sur mars?" est ce que je me trompe ?

merci

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 15:51

Bonjour enfin re-bonjour!

C'est plutôt à quelle distance se trouve-t-il pour ne pas tomber sur Mars qui serait la question interessante...
Mais tu as déjà la hauteur...

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 15:52

Donc en effet c'est de la vitesse, il n'y a que ça

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 15:54

A d'accord j'ai compris ce qui te gênait pardon je comprends vite mais faut m'expliquer lgtps...

Quelle est la force de poussée necessaire?

Ben non c'est en rapport avec la gravitation et l'interaction gravitationnelle tu crois pas? D'après toi c'est le contraire de quelle force qui fat que la fusée ou je ne sait trop quoi se STABILISE à 14 km de la surface martienne?

Posté par
J-P
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 16:21

1)
Sur Mars:

G.m.M/R² = mg
G.M/R² = g
g = 6,67.10^-11 * 6,57.10^23/(6796000/2)² = 3,8 N/kg (pesanteur sur Mars)
-----
2)

Force d'attraction de Mars sur le module: F  = G.m.M/(R + h)² = 6,67.10^-11 * 15400 *  6,57.10^23/(6796000/2 + 14000)²
F = 57969 N

Et si on néglige l'effet de l'altitude sur la pesanteur, on a: F = mg = 15400 * 3,8 = 58520 N

C'est aussi, je suppose l'intensité de la force de poussée des moteurs du module attendue par le prof.

Ceci n'est cependant pas strictement correct. Que signifie "stabilisé en un point A ..." ?

Stabilisé par rapport à quel référentiel ? Si c'est par rapport à un point fixe de Mars, le module tourne avec Mars autour de son axe polaire et il y a donc un effet centrifuge qu'on devrait prendre en compte puisque ce référentiel n'est pas Galiléen (il est probablement négligeable, mais soit).
-----



Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 16:55

merci beaucoup, je vais normalemen pouvoir finir l'exo en tout cas si j'ai un petit probleme je vous en fair part
encor une fois merci

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:15

Salut J-P

Posté par
J-P
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:18

Salut shadowmiko

Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:20

j'ai encor un petit probleme pour la suite:
Les moteurs tombent en panne subitement jusqu'à ce que le module atteigne un point B, situé

Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:24

désolé

à une altitude x.
En B, les moteurs fonctionnent de nà plein nouveau à plein régime.L4atmosphère martienne est suffisament ténue pour pouvoir négliger les forces de frottement.
3)Comment qualifie-t-on un tel mouvement? Calculer l'énergie cinétique du module en B. on donnera son expréssion en fonction de x et des autre paramètres du probleme.
4) en déduire la vitess acquise par le module en B

mais je comprend pa comment calculer l'energie cinétique sans sa vitesse

Posté par
J-P
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:46

C'est grâve de poser des questions sans être clair sur le référentiel.

On va supposer que le référentiel est "Martien" et pas "Martiencentrique" si tu vois ce que je veux dire.

Variation d'énergie potentielle pendant la chute de l'altitude 14 km à l'altitude x (en mètres):
Delta Ep = -mg(14000-x)

Par conservation de l'énergie macanique du système, on a donc:
Ec(B) = mg(14000-x) , c'est l'énergie cinétique du module au point B.

--> Avec VB la vitesse du module en B:
(1/2).m.VB² = mg(14000-x)
VB² = 2*g(14000-x)
VB² = 2 * 3,8 * (14000-x)

VB = racinecarrée de (7,6*(14000-x))
avec x en m et VB en m/s
-----
Sauf distraction.  

Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:53

est ce que tu croit que je peut directement partir de
"Par conservation de l'énergie macanique du système, on a donc:
Ec(B) = mg(14000-x) , c'est l'énergie cinétique du module au point B."
sans que sa paraisse louche sachant que j'ai pas encore  vu l'énergie potentiel

Posté par
J-P
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 17:59

Tu n'as pas vu "l'énergie potentielle", mais tu as probablement vu le "travail du poids".

Dans le cas de l'exercice, c'est pareil (au signe près) et donc remplace "Variation d'énergie potentielle" par travail du poids (mas il faut changer de signe).
-----
Travail du poids du module pendant la chute de l'altitude 14 km à l'altitude x (en mètres):
W = mg(14000-x)

...

Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 18:11

aa mais oui, ok
si tu peux m'aider a finir , voila la fin de l'exo

5) Un tel calcul aurait-il un sens à la surface de la terre?
etude du mouvement de B à S (surface de mars)
6) Pour éviter l'écrasemet du module, il faut qu'il touche la surface martienne avec une vitesse au plus de Vmax=10m.s^-1 .Sachant que la force de poussé F de l'engin peut-être considérée comme une force extérieur constante appliquée à l'engin et que sa norme vaut à plin régime F= 107kN, calculer l'altitude manimal x de rétablissement de la poussée pour que le module ne s'écrase pas.

Posté par
J-P
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 18:33

6)

Energie mécanique du module en B:

E = (1/2).m.VB² + mgx
E = mg(14000-x) + mgx = 14000*m*g = 14000 * 15400 * 3,8 = 819 280 000 J

Energie mécanique du module juste avant de se poser: (1/2).m.10² = (1/2).15400.10² = 770 000 J

Le travail de freinage à faire par les moteurs est donc = 819 280 000  - 770 000 = 818 510 000 J

Et ce travail est fait par la force F =  107 kN sur la distance x -->

818510000 = 107000 x

x = 7650 m, c'est l'altitude minimale de rétablissement de la poussée pour que le module ne s'écrase pas.
-----
Refais mes calculs, je n'ai rien vérifié  

Posté par
nina69
re : physique: energie cinétique , travail 13-01-08 à 18:39

merci beaucoup, vraiment



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