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Niveau seconde
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Physiue - Graphique position -vitesse-accélération

Posté par kiki02 (invité) 21-04-07 à 10:54

Bonjour,
Voici un exercice à résoudre, où je ne comprends pas toutes les réponses
Je vais répondre dd'abord au premier mouvement. Lorsque j'aurai compris toutes les réponses, je passerai au suivant...

Pour chacun des mouvements ci-dessous, identifier parmi les tracés proposés ceux qui peuvent correspondre respectivement aux graphiques de la position, de la vitesse et de l'accélération en fonction du temps. Justifier votre choix par un bref commentaire.
a) Une balle magique qu'on lâche vers le bas et qui rebondit parfaitement au sol.
b) Une balle magique qu'on lance vers le haut haut et qui rebondit parfaitement sur le plafond .
c) Une boule de plasticine qu'on lâche d'une certaine hauteur et qui s'écrase au sol en se déformant.


Je vais faire le mouvement a :

Graphique de la position :  N°9 : La balle part d'une certaine hauteur, Le point de départ de la balle est situé à 0 et diminue rapidement et de manière accélérée. En touchant le sol, la balle rebondit, il ré-augmente rapidement jusqu'à revenir à la même hauteur que son point de départ.
Pas de problème pour ce graphique

Graphique de la vitesse : Ce graphique me pose problème. Mon livre me dit qu'il correspond au graphique 1 alors que j'aurai choisi le graphique 2. En effet, la vitesse augmente puisque la balle subit l'accélération. Or le graphique N°1 montre une diminution de la vitesse ! je ne comprends pas

Graphique de l'accélération :  Graphique N°8 : Ok l'accélération est négative et constante

Merci de votre aide précieuse

Physiue - Graphique position -vitesse-accélération

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 11:39

quelqu'un peut m'aider svp merci

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 12:17

Bonjour,

Je suis d'accord avec ton livre...

Les axes sont tous orientés positivement vers le haut. Donc la vitesse nulle au lacher de la balle augmente linéairement (puisque l'accélération est constante) en étant de plus en plus négative (mouvement orienté dans le sens négatif de l'axe) ; en touchant le sol le sens de la vitesse s'inverse puisqu'elle repart vers le haut, donc sa vitesse devient positive, de même valeur absolue qu'avant de toucher le sol. A nouveau l'accélération est constante et négative et donc la valeur de la vitesse va décroître linéairement, juqu'à redevenir nulle quand la balle atteindra le point de départ.

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 13:27

Ok La vitesse augmente négativement => pour moi cela signifie qu'elle diminue c'est pour cela que je ne prends pas celui là et donc plutot le graphique n°2 car pour moi dans ce mouvement la vitesse augmente positivement !

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 13:32

La valeur absolue de la vitesse est de plus en plus grande (c'est ce que tu traduis par "la vitesse augmente") ; mais, entre le lâcher et le sol, le sens de la vitesse (qui est un vecteur) est dans le sens négatif de l'axe. C'est tout.

Si tu prends le deuxième graphique, comment expliques-tu la deuxième partie quand la balle remonte : pourquoi la vitesse est-elle "très faible" selon toi, puisque très négative ?

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 13:49

ok j'ai compris car vos explications sont très claires
Je passe donc au mouvement b. j'ai un problème pour un des graphiques.
Graphique de la position :  graphique 10
La balle monte et donc la distance augmente dans un premier temps.
La balle touche le plafond.Lla distance diminue ensuite pour revenir à son point de départ
Ok pas de problème

Graphique de l'accélération :  Pour moi, il faut choisir le graphique n°4
Or, pour moi, l'accélération lors de la montée de la balle est négative  car elle va à l'opposé de la direction des répères et ainsi elle s'inverse
or mon livre me donne comme réponse le graphique n°8.  je ne comprends pas

Graphique de la vitesse : graphique n° 5 : la vitesse est positive pour être capable de monter. Ensuite niveau du plafond elle change de sens mais la vitesse continue à diminuer
Graphique ok

Merci pour votre aide

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 13:59

Je suis encore d'accord avec ton livre... (et je te félicite de bien savoir exprimer ton désaccord).

Tu as bien su répondre (et ce n'est pas facile) pour la question a : l'accélération est constante et négative. C'est la même chose ici.

Vers le plafond la vitesse est positive et l'accélération négative, donc de signe opposé : la vitesse diminue.

Depuis le plafond : la vitesse est négative et l'accélération toujours négative (la balle aussi bien à la montée qu'à la descente est attirée par la Terre, vers le bas, donc soumise à une accélération négative, c'est-à-dire vers le bas, sens négatif de l'axe) : donc, au retour depuis le plafond, vitesse et accélération sont de même sens : la vitesse augmente de plus en plus en valeur absolue ; et comme c'est vers le bas, elle est négative.

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 14:30

Ok, mais après lecture de vos explications c'est clair c'est bien le graphique n°8.
Je passe donc au mouvement n°c : Une boule de plasticine qu'on lâche d'une certaine hauteur et qui s'écrase au sol en se déformant.

Mouvement c : Une boule de plasticine qu'on lâche d'une certaine hauteur et qui s'écrase au sol en se déformant.
Graphique de la position :  Graphique n°11 : La boule de plasticine tombe vers le sol, La distance diminue jusqu'au sol. La boule de plasticine s'écrase au sol et ne rebondit pas. Donc il n'y a plus augmentation de la distance.
Graphique ok

Graphique de l'accélération : Mon livre dit que c'est la graphique N°4 Or pour moi, c'est le graphique n°8. L'accélération est négative puisque orienté dans le sens inverse des axes. Je comprends pas.
  
Graphique de la vitesse : Mon livre dit que c'est la graphique n°7. Je suis d'accord avec lui pour la première partie de la droite mais je ne comprends pas la deuxième partie de la droite puisque la balle de plasticine ne rebondit pas. S'il l'on considère que la boule rebondit un peu alors je comprends mieux mais je ne suis pas d'accord avec le graphique de la position, on l'on devrait voir une augmentation de la distance ?
Je suis perplexe !

Merci de votre aide précieuse

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 14:55

quelqu'un peut m'aider (surtout coll) marci

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 15:17

help

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 15:38

Ce cas est vraiment compliqué.

D'accord pour la graphique de position (n° 11) : regarde le bien : la courbe est tout d'abord concave vers le bas puis elle est (près du sol) concave vers le haut.

La vitesse augmente de plus en plus vite (en étant négative) puis sa valeur absolue diminue et elle redevient nulle : c'est bien le graphique n° 7

Je ne sais pas si tu as déjà appris les dérivées. La vitesse est la dérivée de la position. La dérivée se retrouve sur le coefficient directeur de la tangente à la courbe (en coordonnées orthonormales et avec les changements d'échelle qui vont bien) : sur la courbe de la position (n° 11) tu vois que les tangentes à la courbe ont des coefficients directeurs de plus en plus négatifs puis, quand la concavité change de sens, des coefficients directeurs de moins en moins négatifs jusqu'à être nul. Tu as bien retrouvé tout cela sur le graphique n° 7 pour la vitesse

L'accélération est la dérivée de la vitesse.
Sur la courbe de vitesse (n° 7) la tangente a tout d'abord toujours la même valeur négative : l'accélération pendant ce même temps est aussi négative, et constante.
Puis soudain la tangente à la courbe de vitesse devient toujours positive, avec toujours le même coefficient directeur (puisque c'est la tangente à une droite) : l'accélération devient donc positive pour ces moments-là, constante et plus élevée que la valeur absolue des moments précédents où elle était négative : c'est la courbe n° 4

Pour que la vitesse passe d'une valeur négative à la valeur nulle il lui faut une accélération positive.

Ce dernier cas n'était pas facile à trouver pour toi. Tu n'as sûrement pas encore étudié en mathématiques tout ce qui te serait utile pour bien comprendre tout cela !

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 17:29

En effet, je n'ai pas vu encore les derivées en math. Mais je comprends un petit peu votre explication au niveau des tangentes. Et je suis contente de savoir que l'accélération est la derivée de la vitesse. Et la vitesse est la derivée de la position.
Car c'est un truc que je vais utiliser pour vérifier mes réponses.
Si je comprends bien, je dois tenir compte de l'orientation des coefficients directeurs ou des tangentes des droites ou courbes que je trouve et je dois les retrouver dans les graphiques de la vitesse et de la position

C'est bien cela le "truc" ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 17:34



Tu suis parfaitement mes explications ! Tu as tout compris ! Revois tes réponses précédentes à la lumière de ces connaissances nouvelles pour toi ; je pense que tu vas comprendre de mieux en mieux !

Merci de récompenser mes efforts !

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 17:51

Ok, dans la pratique on est bien d'accord que la boule de plasticine ne rebondit pas ! Elle s'écrase au sol.

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 18:03

Ok après avoir tout relu, il est clair que la boule de plasticine remonte un petit peu car tu dis "Pour que la vitesse passe d'une valeur négative à la valeur nulle il lui faut une accélération positive" cela veut bien dire que la boule de plasticine remonte
C'est juste ?

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 19:02

c'est juste ? merci

Posté par
J-P
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 19:13

Citation :
Ok après avoir tout relu, il est clair que la boule de plasticine remonte un petit peu car tu dis "Pour que la vitesse passe d'une valeur négative à la valeur nulle il lui faut une accélération positive" cela veut bien dire que la boule de plasticine remonte


Non, la boule de plasticine ne remonte pas.

L'accélération positive est ici le reflet du ralentissement de la descente.

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 19:33

Donc c'est l'amortissement du mouvement par le sol ?

Posté par
J-P
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 19:40

Plus exactement par déformation de la plasticine.

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 20:03

Ok, un grand merci à coll et à J-p(correcteur) pour leur aide précieuse
La physique commence à m'amuser

Posté par
J-P
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 20:04

Bienvenue au club.

Posté par
Coll Moderateur
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 20:07

Bonjour et merci J-P

Citation :
La physique commence à m'amuser

Je te souhaite kiki02 qu'elle le fasse longtemps ! Je te garantis que plus tu la comprendras et plus tu la trouveras passionnante !

Posté par kiki02 (invité)re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 20:11

Oui, mais actuellement je ne suis pas encore au top !
Mais à force de travailler j'y arriverai , j'en suis sûr !
merci beaucoup

Posté par
J-P
re : Physiue - Graphique position -vitesse-accélération 21-04-07 à 20:14

Salut Coll.



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