Bonjour a tous, j'ai eu un Devoir Maison a faire pour ces vacances sur les differences de pesanteur entre la lune et la terre. J'ai reussi a faire 90% du travail mais sur la fin je bloque. La question concerne une chute libre d'un marteau sur la lune. On a un tableau de valeur dans lequel t(en s.), la distance qu'il parcoure pendant ce temps (en m.) et la vitesse a laquelle il tombe pendant ce temps.
-Il nous demande de tracer l'evolution du carré de la vitesse en fonction de la distance parcourue.
-Ensuite de calculer le coeffficient directeur de cette courbe.
-Et de justifier le resultat obtenue et en deduire une valeur experimentale de l'intensité de pesanteur sur la Lune.
En fait j'ai tracer la courbe et je trouve comme coefficient directeur environ = 3
mais je croyais que le coefficien serait la valeur experimentale de l'intensité mais cette valeur est bien loin de 1.6
Pouvais vous m'eclairer la dessus ? Merci
Bonsoir,
l'énergie cinétique du marteau est 1/2*m*v² et l'énergie potentielle de pesanteur est m*g*h.
L'énergie mécanique est Em = 1/2mv²+mgh
Entre deux points A et B de la chute du marteau, l'énergie mécanique se conserve.
Donc Em(A) = Em(B) donc
1/2 mv²(A) + mgh(A) = 1/2mv²(B) + mgh(B)
donc 1/2 v²(A) + gh(A)=1/2 v²(B) + gh(B)
donc 1/2 (v²(A)-v²(B)) = g(h(B)-h(A))
donc (v²(A)-v²(B))/(h(B)-h(A)) = 2*g
donc (v²(A)-v²(B))/(h(A)-h(B)) = -2*g
Le coefficient directeur de ta courbe dont donc être égal à -2*g et non g tout seul. C'est pour cela que tu trouves à peu près 3 et non 1,6 (car 3/2 = 1,5).
Sauf erreur de ma part,
Bon courage,
ManueReva
oui sa a l'air tout a fait correct, seulement il y a un petit probleme : c'est que l'on n'a pas encore etudié l'energie mecanique. Penses tu que sa puisse marcher avec :
Epp(b)+Ec(a)=Epp(a)+ Ec(b)
je sais plus si c'est dans le bonne ordre ..mais tu penses qu'en develllopant ceci on trouverais le meme resultat ?
En fait, l'énergie mécanique (Em) est égale à l'énergie potentielle de pesanteur (ce que tu as appelé Epp) plus l'énergie cinétique (ce que tu as appelé Ec)
Donc on a Em=Ec+Epp
Et en fait, dans certains cas (on est dedans), tu verras plus tard que l'énergie mécanique se conserve, c'est à dire que si tu prends 2 points A et B sur la trajectoire du marteau, on a Em(A)=Em(B).
Ce qui revient à dire : Epp(A)+Ec(A)=Epp(B)=Ec(B) (c'est cette relation que tu as voulu utiliser si je ne me trompe pas) ... c'est donc dans ce sens là qu'il faut écrire la relation et c'est ce que j'ai utilisé dans mon post précédent.
Epp(A)=mgh(A), Epp(B)=mgh(B), Ec(A)=1/2mv²(A) et Ec(B)=1/2mv²(B).
Ce qui donne :
1/2 mv²(A) + mgh(A) = 1/2mv²(B) + mgh(B)
donc 1/2 v²(A) + gh(A)=1/2 v²(B) + gh(B) (en simplifiant par m)
donc 1/2 (v²(A)-v²(B)) = g(h(B)-h(A)) (on fait apparaître le coefficient directeur de ta courbe)
donc (v²(A)-v²(B))/(h(B)-h(A)) = 2*g
donc (v²(A)-v²(B))/(h(A)-h(B)) = -2*g
Sinon, je pense que tu dois peut être connaître le théorème de l'énergie cinétique (qui, en fait, revient au même que précédemment) qui dit que la variation de l'énergie cinétique est égale à la somme des travaux des forces.
Essayons d'appliquer ce théorème ici (je détaille le raisonnement, mais tu peux aller plus vite) :
On regarde le marteau dans un référentiel lié à la Lune :
Dans ce référentiel, le marteau est soumis à une seule force : l'attraction de la Lune (=le poids) P=mg.
Le travail de cette force est positif, car la force est motrice :
W(A->B)=+P*D(A->B) avec D la distance parcourue entre A et B et W(A->B) le travail pour aller du point A au point B.
On regarde le marteau à l'instant initial : Le marteau est situé au point A. Sa vitesse est nulle, donc on a :v²(A)=0. Donc Ec(A)=0
On regarde le marteau à un instant t situé entre l'instant initial et l'instant final de sa chute : Le marteau est situé au point B. Sa vitesse est v²(B). Donc Ec(B)=1/2mv²(B).
La variation d'énergie cinétique est donc égale à Ec(B)-Ec(A)=1/2mv²(B)-0=1/2mv²(B).
Maintenant, le travail W(A->B)=m*g*D(A->B). Pour plus de simplicité, je donne D(A->B)=d. On a donc W(A->B)=m*g*d.
En appliquant le théorème de l'énergie cinétique, on obtient donc :
1/2mv²(B)=m*g*d. Donc on a 1/2v²(B)=g*d, c'est à dire v²(B)=2*g*d
Sur le graphique, on a v²(B) en fonction de d. On doit donc obtenir une droite (d'après l'équation précédente) de coefficient directeur 2*g.
Voilou ...
j'espère avoir été plus claire
Bon courage,
ManueReva
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