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Pierre lancée du haut d'un pont

Posté par
splenden22
31-07-13 à 11:18

Bonjour, voilà un ex. de physique que j'ai déjà commencé mais je n'arrive à rien.

Une pierre est lancée vers le haut suivant une verticale jusqu'à une hauteur de 2,5m au-dessus du niveau du pont.
a)avec quelle vitesse cette pierre a-t-elle été lancée?
b)quelle est cette foi la vitesse acquise au contact de l'eau?

P.S: au début de l'ex. il fait d'abord marqué "reprenons la situation du problème précédent mais cette fois-ci ..." mais mon professeur ne m'a pas demandé de faire celui-ci du dessus donc je suppose que nous n'en avons pas besoin pour le résoudre.

Merci

Posté par
splenden22
Pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 11:27

-mon système étudié: la pierre
-mon référentiel: la terre
-L'axe vertical sera ma hauteur de bas en haut (positive) ainsi que ma vitesse: axe vertical mais de bas en haut car elle va diminué à force de monter.
-description: on chercher tout d'abord la v0
- mes formules:
vt=v0+a.t
xt=x0+v0.t+a.t²/2
f=m.a et f=m.g

On sait que a=-9,8m/s²
xt=2,5m
vt=0m/s
x0=0m

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 12:04

Re - bonjour,

C'est très bien commencé.

Relis ce message : Balle tirée du sol (hier à 21 h 40) tu y trouves tous les éléments.

Tu sais aussi que la méthode la plus "élégante" est celle qui s'appuie sur l'énergie mécanique (constante, égale à la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur de l'ensemble Terre-pierre).

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 19:59

Je n'arrive pas à voir ce qui peux m'aider dans le message posté à 21h40.
Ce que je sais c'est qu'on n'a pas t et vt on le cherche.

Est ce que c'est correct si j'utilise la formule xtx0+v0.t+a.t²/2 pour trouver t?

J'aurais alors:
2,5=1/2.9,80.t²
2,5=4,9t²
=4,9t
1,58=4,9t
1,58/4,9=t
0,32=t

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 20:00

Où il y a la croix c'est

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 20:01

Racine carré de 2,5

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 20:10



Dans le message d'hier, tu trouves par exemple cette relation :

\Large h\;=\;\frac{1}{2}.\frac{v_0^2}{g}

D'où l'on déduit immédiatement :

v02 = 2.g.h
ou
v0 = (2.g.h)

Application numérique :

v0 = (2 9,8 2,5) = 7 m.s-1

Note :
La hauteur atteinte (sans frottement) est proportionnelle au carré de la vitesse initiale

vitesse initiale : 7 m.s-1 ; hauteur atteinte : 2,5 m
on multiplie par 10
vitesse initiale : 70 m.s-1 ; hauteur atteinte : 250 m (100 fois plus)
on multiplie encore par 10
vitesse initiale : 700 m.s-1 ; hauteur atteinte : 25 km (tiens ! l'exercice d'hier ! )

Mais tu trouves aussi dans le message en référence les équations pour traiter tout cela...

Enfin il ne sera pas possible de répondre à la dernière question si l'on ne connaît pas la hauteur du pont au-dessus de l'eau.

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 20:17

Oui mais le problème c'est que j'ai peur que mon professeur n'accepte pas que je travaille avec les formules de l'energie cinétique alors que c'est le chapitre de MRU. Même si c'est correct  il est capable de me le dire.

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 31-07-13 à 20:32

Mais tu as aussi dans le topic d'hier toute la démarche avec les équations de la cinématique. C'est un mouvement rectiligne uniformément décéléré... et tu sais le traiter maintenant !

Posté par
splenden22
Pierre lancée du haut d'un pont 01-08-13 à 09:00

Re-bonjour Coll.

J'ai essayé de refaire l'ex., il faut que je trouve t le problème c'est que je n'est pas V0.

Je sais que la hauteur max. est 2,5m et que a=9,8

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 01-08-13 à 09:13

Oui, tu as deux inconnues : v0 et t
v0 : la vitesse initiale
t : la durée de la montée

Mais tu as aussi deux équations :
vt = a.t + v0
zt = (1/2).a.t2 + v0.t + z0

Tu connais
a : l'accélération due à la pesanteur
z0 : le niveau de départ (qui peut être pris comme origine, auquel cas z0 = 0 m)
zt : la hauteur maximale atteinte, zt = 2,5 m

Tu te souviens qu'il faut faire très attention aux signes.
En particulier dans un mouvement retardé la vitesse initiale et l'accélération auront des signes opposés.
_____________

Hier dans ton message de 11 h 27 tu écrivais a = - 9,8 m.s-2
Ayant choisi d'orienter l'axe vertical vers le haut, cela me semblait une très bonne déduction.
Pourquoi changes-tu maintenant ?
_____________

De la première équation tu déduis t en fonction de vt et de v0
Tu reportes cette écriture de t dans la deuxième équation où il ne restera plus qu'une seule inconnue : v0

Tu as déjà vu cela plusieurs fois dans les topics précédents ; c'est pour cela que maintenant j'attends que tu le fasses...

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 01-08-13 à 14:34

Si j'isole t ça me donne: Vt/v0-a
Quand je veux l'à mettre dans la 2ème formule ça ne ressemble à rien...

Je ne pense pas que ça soit bon.

Posté par
sanantonio312
re : Pierre lancée du haut d'un pont 01-08-13 à 15:42

Bonjour,
Non effet, c'est pas bon!
vt=at+v0
vt-v0=at
t=...

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 02-08-13 à 08:39

Est ce que Vt=v0+a.t
vt-v0=a.t
vt-v0/a=t

Maintenant si je met celà dans l'autre formule ça ressemble pas à grand chose:
xt=x0+v0.t+a.t²/2
2,5=v0.(vt-v0)/a+((a.(vt-v0²/a)/2)

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 02-08-13 à 11:13

Il y a deux erreurs.

Tu aurais dû parvenir à ceci :

Citation :
2,5 = v0.(vt-v0)/a + a.[(vt-v0)2/a2]/2


Pour l'instant ta difficulté n'est pas dans le problème de physique mais dans les mathématiques...

Au sommet de la trajectoire vt = 0 m.s-1 donc l'expression précédente se simplifie :

2,5 = v0.(-v0)/a + a.[(-v0)2/a2]/2
soit
2,5 = - v02 / a + v02 / (2.a)
2,5 = - v02 / (2.a)

a = - g

2,5 = v02 / (2.g)

Tiens, la hauteur atteinte h est égale à v02 / (2.g)
Comme dans les exercices précédents ! ! !

Quelle doit donc être la vitesse initiale v0 pour que la hauteur atteinte soit égale à 2,5 m ?

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 02-08-13 à 14:49

2,5=-v0²/2.a
2,5=-v0²/2.a
2,5=v0²/19,6
2,5.19,6=v0²
49=v0²
racine carré de 49=v0
7=v0

It's Ok ?!

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 02-08-13 à 17:10

Ce serait bon s'il y avait l'unité...

Rappel : en physique, un résultat numérique sans l'unité dont il a besoin ne veut tout simplement rien dire.

Posté par
splenden22
Pierre lancée du haut d'un pont 03-08-13 à 10:53

Oui c'est vrai. Donc c'est 7m/s.

J'ai commencé à faire la question b) mais la réponse finale ne mène à rien.

Dans l'ex. précédent on dit que le pont est à 15m au-dessus de l'eau.
On chercher cette fois, la vitesse acquise(vt) au contact de l'eau.

C'est un mrua car elle démarre à une vitesse0 de 0m/s et arrive au contact de l'eau à une vitesse vt (qu'on cherche)
La hauteur est de 2,5m+15m=17,5m.
a=9,80m/s² (de signe positif cette fois, je pense)

D'abord il faut chercher le t.
t=vt-v0/a
t=vt/a

vt=v0+a.t
=a.t
=9,8.vt/9,8

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 03-08-13 à 12:20

Donc c'est une bonne idée de changer de système d'axes
On est toujours dans un référentiel terrestre, supposé galiléen ce qui est une bonne hypothèse pour des durées aussi courtes que celles des phénomènes étudiés dans ces exercices.

Nouveau repère : origine au sommet de la trajectoire (à 17,5 m au-dessus de l'eau)
axe vertical orienté vers le bas

donc :
cote de l'origine du mouvement (pour t = 0 s) : z0 = 0 m
vitesse initiale (toujours pour t = 0 s) : v0 = 0 m.s-1
accélération due à la pesanteur : a = g = 9,8 m.s-2

Tu cherches d'abord la durée t pour tomber de zt = 17,5 m

zt = (1/2).a.t2 + v0.t + z0

étant données les valeurs de v0 et de z0, on simplifie :

zt = (1/2).a.t2

À toi pour l'application numérique !

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 03-08-13 à 12:51

17,5=1/2.9,8.t²
17,5=4,9.t²
17,5-4,9=t²
12,6=t²
racine carré de 12,6=t
3,55secondes

C'est ça?

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 03-08-13 à 20:20

Les deux premières lignes sont correctes.

Passer ainsi de la deuxième à la troisième ligne est une horreur...

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 05-08-13 à 14:42

Je fais des bêtes fautes...

17,5/4,9=t²
3,57=t²
racine carré de 3,57=t
1,89=t
1,89secondes

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 05-08-13 à 18:10

Ensuite on cherche la vt:
vt=v0+a.t
=9,8.1,89
=18,52m/s

C'est correct?

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 05-08-13 à 19:00

Oui, c'est bon !

Posté par
splenden22
pierre lancée du haut d'un pont 06-08-13 à 13:15

merci

on peux passer à l'autre ex. si tu veux bien?

Posté par
Coll Moderateur
re : Pierre lancée du haut d'un pont 06-08-13 à 19:34

Je t'en prie.
Je vais voir cela...



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