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Niveau terminale
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Physique : norme ?

Posté par
petitemimi
09-09-06 à 20:39

Bonjour je dois faire un DM en physique chimie et en fait je bloque juste sur la signification d'une question. Voici l'énoncé :
Lors d'un saut en chute libre, un pparachutiste de masse 75kg stabilise sa vitesse à 180km/h. A 1000m il décide d'ouvrir son parachute. Après une phase de transition, sa vitesse stabilise à 30km/h.
1)Tracer l'allure de l'évolution la norme de du vecteur vitesse en fonction du temps lors de ce saut.
Je pense qu'il y a du avoir une faute de frappe et de ce fait je ne comprends pas vraiment ce qu'il faut faire, pourriez vous m'éclairer, qu'est-ce que la norme du vecteur vitesse, est-ce que c'est simplement la vitesse ?
Merci d'avance

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 09-09-06 à 20:40

Escusez moi pour la faute de frappe sur la question :
1)Tracer l'allure de l'évolution la norme du vecteur vitesse en fonction du temps lors de ce saut.

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 09-09-06 à 20:44

Bonsoir,

La vitesse est un vecteur. La norme de la vitesse est un scalaire.
180 km/h c'est la norme du vecteur vitesse
Ce vecteur est encore défini par sa direction : la verticale (au vent près, à la portance près qui peut lui donner une vitesse horizontale, etc.)
son sens : du haut vers le bas
son point d'application : par exemple le centre d'inertie du parachutiste

1)Tracer l'allure de l'évolution de la norme du vecteur vitesse en fonction du temps lors de ce saut.

est probablement l'énoncé correct.
Ça va mieux ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 09-09-06 à 20:56

D'accord oui ça va mieux pour la notion de norme, merci .Mais en gros je fais ça sur un graphique avec en abscisse la norme et en ordonnée le temps ? Mais ce que je trouve bizare c'est que la vitesse va être constante jusqu'à 1000m (donc en plus c'est plutot en fonction de l'altitude) donc ça ne va pas faire une courbe très changeante, donc est-ce que je ne me tromperai pas ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 09-09-06 à 21:05

Je ne sais pas pourquoi, mais j'aurais mis la norme de la vitesse en ordonnée et le temps en abscisse. Peut-être par habitude : étudier un phénomène en fonction du temps. Dis, je relis ton énoncé... pour moi "en fonction du temps" c'est f(t) et je mets t en abscisse.

La courbe : un peu plus compliquée quand même. Tu es en terminale et donc je pense que tu étudies le mouvement rectiligne uniformément "varié", "accéléré"...

Imagine que tu sautes de l'avion (oublie la composante horizontale)
évolution de la norme de la vitesse verticale
zéro
accélérée
ralentie par la résistance de l'air qui augmente
stabilisée (180 km/h)
ouverture du parachute : violemment ralentie
stabilisée (30 km/h)
le sol : zéro (en pliant les jambes...)

Allez, fait une belle courbe "l'allure..."

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 09-09-06 à 21:11

Oh !
Allez, fais une belle courbe "l'allure..."

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 09-09-06 à 23:15

Ok merci je vais essayer, ça va pas être trop dur pour la courbe parce que le parachute j'ai déjà essayer ! En tout cas merci beaucoup pour les conseils !

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 12:04

Re bonjour !
Je vous écris car j'ai un doute sur les questions suivantes ils me demandent dans 2 questions différentes d'une part les caractéristiques de la force de frottement subie par le parachutiste avant l'ouverture et d'autre part après l'ouverture.
Hors moi je trouve que se sont les mêmes si je ne détermine pas la norme car quand le parachute sera ouvert elle sera plus forte mais est-ce qu'il faut que je cherche la norme aussi car quand j'ai cherché j'ai trouvé des calculs bizarre avec F=kv² alors que je n'ai jamais vu cette formule et de plus nous n'avons pas commencé de chapitre de physique cette année !
Pour les caractéristiques de la force j'ia mis verticale vers le haut et le point d'application je ne suis pas sure serait-ce le sol ?
Merci d'avance

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 12:19

Quoi que le point d'application serait peut-être plutot le centre d'inertie du parachutiste non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 12:20

Fort occupé avec d'autres...
Il est en effet possible (à vérifier ! !) que l'on veuille te faire dire qu'avant l'ouverture du parachute la force est en k.v2 (ça j'en suis sûr) et qu'après l'ouverture elle est en k.v (ça je n'en suis pas sûr, même une aile de parapente a une portance en k.v2, mais c'est possible !)
Quant au point d'application, je t'ai dit hier que selon moi il est au centre d'inertie du parachutiste (c'est lui qui sent les accélérations)

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 13:08

Oui mais comme je n'ai jamais étudié cette formule (k.v²) je ne comprends pas du tout ce que c'est alors est-ce qu'il n'ya aurai pas une formule plus simple ?
Ok pour le point d'inertie et désolée de vous occupé encore plus surtout que vous n'êtes plus connecté mais je n'y arrive vraiment pas .

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:06


J'ai trouvé une solution pour après l'ouverture du parachute en utilisant le principe d'inertie mais je reste en expression litterale pour les 2 car je n'ai pas g ni k, ai-je raison ?
Pour la question d'après :
Pendant la phase de transition quel est la direction et le sens du vecteur vecteurVg, que peut-on en déduire pour la force subie par le parachutiste. Quelle a été l'influence de cette force sur le mouvement ?
Pourquoi parle t'il de delta ? est-ce que la direction et le sens c'est verticale et vers le bas, et pour l'influence de la force est-ce que c'est de pouvoir descendre encore et ne pas remonter quand le parachute s'ouvre !
Merci de m'aider

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:11

Me revoilà et tu es connectée
Si ça m'embêtais... je n'y serais pas

Beaucoup de questions dans un seul message. Je préfèrerais qu'on avance pas à pas.
Une première question ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:14

Donc pour première question est-ce que je peux laisser en literal avant l'ouverture F = kv² et après F= -mg
Merci de vous êtes conecté

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:27

Tu n'as pas posté l'énoncé de ton exercice. Il y a danger pour toi et pour moi...

Je pense en lisant les signes que tu emploies que tu as orienté l'axe vers le haut.
La résistance de l'air est bien positive et le poids est bien négatif (au passage : même quand l'énoncé n'indique pas la "norme" - tu connais maintenant - du vecteur accélération de la pesanteur on adopte g = 10 m.s-2 si on veut calculer de tête et g = 9,81 m.s-2 si on veut faire plus savant).

Au sortir de l'avion : le poids seul (-m.g)
Petit à petit la résistance de l'air agit (-m.g + k.v2) : une force vers le haut et une vers le bas. Force : vecteur. Addition vectorielle.
Jusqu'à ce que les normes soient égales. A ce moment la somme est le vecteur 0. Donc il n'y a plus d'accélération, donc la vitesse est constante ; c'est le mouvement rectiligne uniforme.

Qu'est-ce que ceci t'inspire ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:31

Ben l'énoncé c'est celui du premier message et les questions c'est ce qui est en gras je ne pense pas que se soit nécessaire de mettre toutes les questions car certaines sont indépendantes et je peux essayer de chercher seule ! Dites-moi sinon je les met toutes...
En attendant je rédige un autre message pour répondre au votre...

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:37

Oui l'axe de la résistance de l'air je pensais qu'il était vers le haut, c'est faux ?
Le delta Vg est le vecteur accélération de la pesanteur ? Parce que si c'est ça je n'y est jamais vu
Donc en gros l'intensité de la résistance de l'air avant l'ouverture c'est :
-mg+kv² ce que vous avez dit ? c'est bizarre, c'est ça ?
Pour le mouvement rectiligne uniforme j'avais compris donc pour après l'ouverture du parachute  c'est F=75*9.81. Mais pourquoi c'est positif et le poids négatif ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:47

L'axe c'est toi qui en choisis l'orientation, par exemple vers le haut. Ensuite tu vas projeter tous les vecteurs force sur cet axe. Donc le poids, force orientée vers le bas, aura une norme négative. La résistance de l'air (si tu as déjà sauté, tu ne dois pas avoir de doute) est une force orientée vers le haut, donc sa norme sera positive.

: un signe beaucoup employé en physique. Il veut dire que quelque chose change. Ce peut être la vitesse v ou ce peut être l'accélération a. Ce n'est probablement pas une variation de l'accélération de la pesanteur (ce n'est pas à ton niveau ; mais ça existe, oh combien).

Le poids : -m.g
La résistance de l'air : k.v2

Je ne comprends pas ta dernière ligne. Je répète, je trouve dangereux de travailler sans l'énoncé.

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:49

Mais quel énoncé voulez-vous ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:52

Tu as écrit :
Lors d'un saut en chute libre, un pparachutiste de masse 75kg stabilise sa vitesse à 180km/h. A 1000m il décide d'ouvrir son parachute. Après une phase de transition, sa vitesse stabilise à 30km/h.
1)Tracer l'allure de l'évolution de la norme du vecteur vitesse en fonction du temps lors de ce saut.

puis je lis :
ils me demandent dans 2 questions différentes d'une part les caractéristiques de la force de frottement subie par le parachutiste avant l'ouverture et d'autre part après l'ouverture.

puis je lis :
Pour la question d'après :
Pendant la phase de transition quel est la direction et le sens du vecteur vecteurVg, que peut-on en déduire pour la force subie par le parachutiste. Quelle a été l'influence de cette force sur le mouvement ?

Je me dis que je n'ai pas l'énoncé...

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:54

2) Avant l'ouverture du parachute, quelles sont les caractéristiques de la force de frottement subie par le parachutiste ?
3) Après l'ouverture du parachute, une fois la vitesse stabilisée, déterminer à nouveau les caractéristiques de la force de frottement subie par le parachutiste ?

Donc pour 2) pt d'aplic : centre d'inertie du parachutiste
dir : verticale
sens : vers le haut
et intensité : kv²-mg ou juste kv²
Pour le 3 pareil sauf intensité -mg

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:56

Oui désolée il me semblait que j'avais marqué les questions :
4)Pendant la phase de transition quel est la direction et le sens du vecteurVg, que peut-on en déduire pour la force subie par le parachutiste. Quelle a été l'influence de cette force sur le mouvement ? C'est la 4ème question.
Ensuite la 5 et 6 je pense y arriver et il restera 7a) et b) mais je ne vais pas tout mettre en même temps je pense que c'est mieux

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 14:58

Et pour ma dernière ligne enfait je pensais que les forces vers le haut étaient négatives et vers le bas positives je m'étais trompées.

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:17

Question 2 :
Avant la stabilisation de la vitesse (v 180 km/h) la force de frottement augmente et est inférieure au poids. Au début il n'y a que le poids et l'accélération est 3$\vec{g}.
Très vite il y a la résistance de l'air, la résultante des forces diminue donc l'accélération diminue jusqu'à l'égalité 3$\vec{P} = -\vec{R}. A ce moment l'accélération est nulle et donc, mouvement uniforme.

Question 3 :
Strictement la même chose une fois la vitesse stabilisée : nullité de l'accélération et donc 3$\vec{P} = -\vec{R}
Mais, heureusement, la deuxième vitesse (30 km/h) est largement inférieure à la première. ce changement de vitesse n'a pu se faire qu'au prix d'une vigoureuse décélération (accélération positive selon le sens que tu as choisi). Ceci te met sur la piste de la réponse à la quatrième question.

Note : on ne m'y reprendra plus de travailler sans l'énoncé (moi aussi, j'apprends !)

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:17

Ai-je raison ou pas pour l'intensité aidez moi svp

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:23

Oui mais pour la question 2) je ne dois pas mettre l'intensité quand la vitesse s'est stabilisée car il ne le dise pas dans la question donc la résistance de l'air ne doit pas être égale au poids donc est-ce que c'est kv² pour la question 2 ? Enfin je pense sinon se sreait pareil et dans mon calcul pour trouver la force de frotement je ne me sers pas de la vitesse quand je met P=-R donc se serait la même chose !
Désolé pour l'énoncé !

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:25

"petitemimi", dis-moi où dans l'énoncé on te parle de k.v2

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:28

nul part mais vous m'en aviez parlez au tout début et je l'avais trouvé dans mon livre de cours aussi si ce n'est pas ça c'est quoi l'intensité dans 2) alors parce que je suis rpesque sur que ce n'est pas -mg

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:29

Pourquoi "presque sûr" ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:30

Parce que je suis une élève et vous un ingénieur donc je ne peux pas affirmer à 100%, vous pensez que c'est quoi vous la réponse pour l'intensité ? c'est ce que j'ai dit ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:38

On reprend doucement...
k.v2, c'est toi qui en as parlé et j'ai cru que c'était dans l'énoncé. Alors on oublie

Question 2 : Avant l'ouverture du parachute la force de frottement est une force de direction verticale, de sens vers le haut, appliquée au centre d'inertie du parachutiste et dont la norme (le module, la valeur...) augmente de la valeur 0 jusqu'à être égale et opposée au poids, moment auquel la résultante des forces s'annule, donc également l'accélération, donc moment où la vitesse se stabilise.

Fin de la deuxième question. Sommes-nous d'accord ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:42

Donc quand j'énumère les caractéristiques je réponds par une phrase à l'intensitén normalmeent c'est par une epression je suis d'accord mais j'ai jamais fais comme ça. En gros ça donne ça
- Pt d'appli : centre d'inertie
- Dir : verticale
- Sens : vers le haut
- Intensité : croissante jusqu'à être égale au poids
Parce que c'est comme ça qu'on présnte normalement, c'est bon ou pas ? Si oui on peut passer à la suite...

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:45

Oui c'est bon. Tu peux même donner l'intensité :
Puisque la masse de ce parachutiste est de 75 kg
son poids est de 736 N
Donc la force de frottement augmente de 0 à + 736 N (+ 750 N selon ton choix de la norme du vecteur g)

Si d'accord on passe à la question 3

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:47

Oui c'est bon je suis d'accord pour la question 3 c'est pareil jusqu'à l'intensité où j'énonce la 1ère loi de Newton et en arrive à I = -mg, -736N vous êtes d'accord ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:50

Pas d'accord sur le signe. C'est à nouveau + 736 N. Heureusement que la force de ton parachute agit vers le haut... imagine qu'elle s'ajoute à ton poids vers le bas ! Brrr...

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:51

Ah oui je n'ai pas assez réfléchis désolée, je suis d'accord... On peut passer à la suite

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:52

Passe

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 15:57

4)Pendant la phase de transition quel est la direction et le sens du vecteurVg, que peut-on en déduire pour la force subie par le parachutiste. Quelle a été l'influence de cette force sur le mouvement ?
Je pense que pendant cette phase  la direction est verticale et le sens vers le bas bien qu'il y ai quelque turbulence ça reste comme ça, non ?
Par contre je ne sais pas de quelle force ils parlent pour la 2ème et la 3ème question, si c'est toujours Vg ou pas ? Si c'est Vg on peut en déduire qu'elle a fortement ralentie donc ralentie aussi le mouvement, non ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:01

Je ne vois pas dans l'énoncé où est défini le vecteur Vg

4$\vec{Vg}

On en parle dans la question 4 comme s'il avait été défini ailleurs (avant) ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:04

Et pourtant on en parle à aucun autre endroit dans l'énoncé que ce soit avant ou après... C'est la vitesse du centre d'inertie donc celle qui ralentie fortement pendant la phase de transition oui ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:09

Bien vu. Je me demandais pourquoi ce g et je n'avais pas pensé à une notation du centre de gravité (tu vois les ingénieurs ... )

Alors
3$\Delta\vec{Vg}
cela signifie la variation du vecteur vitesse du centre de gravité entre la phase stabilisée à 180 km/h et celle stabilisée à 30 km/h

Je t'en ai déjà parlé (message de 15:17).
Donc tu rédigerais comment cette quatrième question (ce que tu as écrit à 15:57 ne me satisfait qu'assez modérément...)

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:15

Ah bah bravo les ingénieurs, lol!
Le parachutiste a subi une importante déssélération du à l'ouverture de sa voile qui a donné une plus grande surface à la résistance de l'air,
Mais pour la suite dites moi juste de quelle force je dois parler et est-ce que la direction et le sens que j'avais donné est juste !

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:23

"Décélération" ça serait mieux... Ah bah bravo les élèves
Totalement d'accord sur cette phrase.

Mais j'attends :
que tu parles du signe de l'accélération

que tu compares le sens du vecteur accélération avec le sens du vecteur vitesse pendant cette phase

et surtout (deuxième loi de Newton, c'est-à-dire avec un vocabulaire de physicienne, pas seulement, même si tu as raison, "d'ouverture de la voile") de la raison pour laquelle il y a cette énorme décélération.

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:31

D'accord pour la faute...
Alors Dans un référentiel galiléen si le vecteur vitesse Vg du centre d'inertie varie, la somme vectorielle des forces qui s'exercent sur l'objet n'est pas nulle; sa direction et son sens sont ceux de la variation Vg entre deux instants donc sa direction et son sens sont celle du centre d'inertie : verticale et vers le bas.
L'accélération est négative pendant que Vg diminue fortement, ils sont proportionnel ? C'est ça qu'il faut dire ? L'influence de la force a été de rendre négative l'accélération ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:36

Tu as orienté ton axe vers le haut, c'est le sens positif

La vitesse est 5$\vec{Vg} (norme -180 km/h) et devient \vec{Vg} (norme de seulement -30 km/h) comment est le vecteur différence

3$\Delta\vec{Vg}

et donc quel est le signe de sa norme ?
et donc quel est le signe de l'accélération ?

Tu vois pourquoi je t'avais posé ces questions précises...

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:39

Ahhhh d'accord, le vecteur différence est négatif donc l'accélération est négative. Donc ce qu'on peut en déduire sur la force du parachutiste c'est qu'il continue de descendre mais moins vite et l'influence sur le mouvement que ça l'a ralenti, c'est ça ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:40

Mais aufait l'axe ne peut pas être vers le bas puisque sinon la voile ne s'ouvrirai pas ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:43

D'accord avec la fin de la phrase ; pas avec le début. Ah, les signes...
3$\Delta\vec{Vg}=\vec{V_2}-\vec{V_1} = ?

Posté par
petitemimi
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:46

30-180=-150 c'est négatif pourquoi vous êtes pas d'accord ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physique : norme ? 10-09-06 à 16:46

Je cite : "Mais aufait l'axe ne peut pas être vers le bas puisque sinon la voile ne s'ouvrirai pas ?" et j'en conclus, ce qui ne m'étonne pas, que tu commences à fatiguer...
Il va peut-être falloir souffler un peu, non ?

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