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Niveau seconde
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Principe d'inertie

Posté par
Arks
21-07-08 à 22:25

Bonjour,
Je passe en 1ere S et je me rend compte que j'ai tout oublie en physique de seconde, voila un exercice que je n'arrive pas a faire, niveau seconde.
Je vous donne l'enonce complet.
Rohann Parapen ,dans le role de James BOND 007 ,saute d'un avion a l'aide d'un parachute . La masse de notre agent secret et de son attirail vaut 75 kg. On va etudier le mouvement de notre heros en trois phases.
A) Rappeler le principe d'inertie :

B) 1ere phase
Le parachutiste se jette dans le vide en gardant le parachute ferme,
1)Quel est la force qui agit sur le parachutiste?
2)Donnez les caracteristiques de cette force ?
   On donne g=9.8 N.kg
3)Que peut on dire de son mouvement ?

C)2eme phase
Le parachutiste ouvre son parachute .Dans cette phase il est soumis a une deuxieme force qui est la resistance de l'air R dont l'intensite est proportionnelle au carre de la vitesse. On donne la relation :
F=k.v^2 avec k=18.2S.I
1)Calculer F pour v=1m.s
2) Que peut on dire du mouvement du parachutiste au cours de cette phase ?
3)Que peut on dire de ces deux forces qui agissent sur notre heros ?
4)Dessinez les vecteurs forces sur l'ensemble parachutiste - Parachute.

D)3eme phase
Le parachutiste atteint une vitesse limite.
1)Que peut on dire des deux forces agissant sur le parachutiste quand la vitesse limite est atteinte?
2)En deduire alors la valeur de cette vitesse limite?

Voila l'enonce, Desole si il est long mais j'ai lu qu'il fallait poster les enonces en entier.

Je vous posterez demain ce que j'ai pu faire, meme si je n'ai pas pu faire grand chose. >.< Si vous pouviez toujours m'aider ca serait sympa
^^

Merci
A+

Posté par
Arks
Oups 21-07-08 à 22:29

Je vois que je ne peux pas editer mon message, je n'ai pas mis ce sujet dans la categorie Physique, desolee >.<
Et pardon aussi pour le double post =/ , si un moderateur pouvait deplacer ce sujet apres , merci ^^

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 21-07-08 à 23:13

Re!

A) Tu l'as fait je suppose?

Considérons un solide isolé. Il n'est donc soumis à aucune force. La vitesse de ce solide ne varie pas et la trajectoire est une droite ou alors il est immobile.
Ces observations ne sont valables que dans une catégorie de référentiels que l'on appelle référentiels galiléens. Le référentiel terrestre, pour autant que les expériences soient de courtes durées, peut être considéré comme un référentiel galiléen. Le principe de l'inertie peut s'énoncer de la façon suivante:

Tout corps persévère dans son état de repos ou de mouvement rectiligne uniforme si les forces qui lui sont appliquées se compensent.

Réciproque vraie

B) 1) Demandes-toi s'il est en chute libre par exemple... Il n'y a qu'une force

2) La question précédente et les données te donnent la solution (P = mg?)

3) Combien de forces s'exercent sur lui? (voir 1)). Donc d'après le principe d'inertie, que peux-tu en déduire?

C) 1) Tu appliques bêtement la formule

2) Quelles forces s'exercent sur lui? Réponse dans l'énoncé... Donc?

3) Se compensent-elles? Principe d'inertie?

4) Tu choisis une échelle assez commode et tu traces les vecteurs

D) 1) La vitesse limite est atteinte lorsque les frottements deviennetla poussée d'Archimède et la force de viscosité de l'air seront négligeables devant le poids et surtout la résistance de l'air. Bon là je m'avance un peu trop...

En fait cette vitesse est atteinte lorsque: poids = frottements (pour simplifier).

Si poids = frottements alors les forces s'exerçant sur 007 se compensent... Principe d'inertie

2) Tu as les relations P = mg et F = k.v². A toi de calculer si P = F (mg = k.v²)...

A toi

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 22-07-08 à 19:16

Tu t'en sors? Où en es-tu?

Posté par
Arks
re : Principe d'inertie 22-07-08 à 21:20

Bonjour,
Tout d'abord merci beaucoup de m'avoir autant aide !
Pour le A) j'ai copie l'enonce de wikipedia
"Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état."
Mais bon cela n'etait pas tres clair pour moi xD
Maintenant je crois avoir compris, c'est que pour un corps isole en chute libre, son mouvement est rectiligne uniforme.^^
Voici ce que j'ai fait grace a ton aide ^^ :

B)1 ) La force du poid/parachutiste
2) P=m.g
P=75Kg . 9.8N.kg
P= 735 N.kg
Mais je ne vois pas en quoi cela peut aider pour les "caracteristique de cette force" D'ailleurs je ne comprends pas ce que cela signifie =\
3)Il n'y a qu'une force s'exercant sur lui donc d'apres le principe de l'inertie son mouvement est rectiligne uniforme.

4)1)F=k.v
F=18.2 SI * 1ms
F=18.2 SI
Justement je ne sais pas quelle unite mettre ici. Dois-je garder SI ? Je ne sais meme plus quelles unites cela represente >.<
2)Il y a deux force s'exercant sur lui celle de son poid et celle de l'air qui est proportionelle au carre de sa vitesse. Par consequent , d'apres le principe de l'inertie son mouvement est rectiligne uniforme.
3)Ces deux forces se compensent car d'apres le principe de l'inertie les forces qui lui sont appliquées se compensent etant donne que le mouvement est rectiligne uniforme.
4)Je n'ai pas de scanner je ne peux pas montrer mon dessin =\

D)1)Les deux forces se compensent si le poid est egale au frottement, mais  je ne comprend pas en quoi cela repond a la question =/
2)Je ne l'ai pas fini mais je vais me debrouiller ^^

Si vous pouviez me corriger merci ^^
Desole pour le niveau mais je suis pas doue en physique =(

Merci
a+

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 22-07-08 à 22:11

Je vais vérifier tout ce que tu as marqué
Patiente un peu

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 22-07-08 à 22:34

Re!

Donc voilà...

A) Voici un exercice qui peut t'éclairer... forces et principes d'inertie
Voici qqch qui va (du moins je l'espère) t'aider un peu plus: le référentiel galiléen

B) 1) C'est le poids...

2) Caractéristiques du vecteur poids: point d'application ---> G (centre de gravité du parachutiste)
direction ---> verticale
sens ---> vers le sol
norme ---> P = mg
Ok pour ton calcul mais garde moins de chiffres significatifs... 7,4.102 N.

3) Tu en es sûr? Relie bien le second lien que je t'ai donné...
J'ai l'impression que tu ne saisis pas lien le oncept du principe d'inertie.

Dans un référentiel galiléen:

mouvement rectiligne uniforme forces se compensant

Ok?

Refais la suite, tes explications sont confuses...

Je reste à ta disposition

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 22-07-08 à 23:07

Tu veux peut-être que je te donne un mes impressions sur la suite...?
Fais attention à l'écriture des unités!

C)
1) Pour v = 1 m.s-1 tu as effectivement 18,2 newtons. C'est une force, c'est donc exprimé en newtons (N).

2) Deu forces en jeu ne veut pas dire qu'elles se compensent. Si elles se compensaient, leur somme serait nulle, cad qu'elles seraient égales. Et ce n'est pas le cas
F = kv² donc le mouvement est rectiligne accéléré puisque la vitesse augmente à mesure qu'il se rapproche du sol

3) Voir question précédente.

4) Fais comme je te l'avait conseillé. Tu pux prendre 1 cm pour 10 N...

D) 1) Je t'ai donné le raisonnement et la réponse dans mon premier post

2) Où en es-tu? C'est simplement une égalité...
F = P donc k.v² = m.g.

A toi

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 22-07-08 à 23:08

Hum, le "un" n'a rien à faire dans la première phrase, je suis passée au travers lors de la relecture

Posté par
Arks
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 00:09

Merci pour ton aide ! J'ai pu quasiment finir grace a toi ^^
Je dois y aller, je posterais demain mes resultats.
A + et merci encore

Posté par
J-P
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 11:22

HUM ...

L'énoncé dit "... James BOND 007 ,saute d'un avion ..."

Il ne s'agit sûrement pas d'un avion en vol stationnaire au moment du saut et donc :

Au moment du saut, 007 est animé d'une vitesse (la même que celle de l'avion) qu'on suppose horizontale.

Il serait alors étonnant que la chute (libre au début) qui s'en suit soit verticale.

La composante horizontale de vitesse pendant la chute est constante si on néglige les frottements dans l'air, si on ne néglige pas les frottements, alors la composante horizontale de vitesse diminue en cours de chute.

La composante verticale vers le bas de la vitesse (nulle au moment du saut) augmente en cours de chute par l'action de la force pesanteur mais les frottements dans l'air finissent par la stabiliser...

Bref, la trajectoire de la chute libre n'est pas une ligne droite.

Je ne suis cependant pas persuadé que le prof qui a posé la question soit vraiment conscient de ce que je viens de dire car les calculs qui en découlent, (bien que pas trop durs) ne sont pas évidents en Seconde(mais on ne les demande pas vraiment).
En effet, les frottements agissent pour s'opposer au mouvement et ont donc un effet sur les composantes verticale et horizontale de la vitesse.
  
Alors à Arks de voir si il faut ou non tenir compte de mon message.


Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 13:58

Re J-P

Jolie erreur accéléré ok mais rectiligne

En effet la trajectoire réelle serait une parabole. Comme la balle que l'on lâche depuis un vélo. Mais je ne sais pas si tout le monde le voit en seconde Je pense que si mais on ne l'applique pas vraiment en exo (un peu complexe en seconde comme tu le dis)...

Mais je suis tout à fait d'accord

Arks ---> ok

Posté par
Arks
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 22:38

Merci pour l'aide et les remarques ^^ Ca ma beaucoup aide. =)

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 22:46

Tu as terminé? Tu souhaites qu'on vérifie?

Posté par
Arks
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 22:57

Oui j'ai termine
Pour le 3) le nouvement est rectiligne acceleree

et pour le 2) du D
F=P
k.v^2=P
v^2-P/k
d'ou v=racine(P/k)
v=racine(735/18.2)
v=6.35m.s-1
En esperant que ca soit bon ^^

Merci
A+

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 23-07-08 à 23:20

3) Tu l'as donc vu comme ça?... Mais bon, sâches qu'en principe il est parabolique

2) Je ne comprends pas bien cette ligne:

Citation :
F=P
k.v^2=P
v^2-P/k
d'ou v=racine(P/k)
v=racine(735/18.2)
v=6.35m.s-1


P = F
mg = kv²
v^2=\fr{mg}{k}

v=\sqrt{\fr{mg}{k}} ou v=-\sqrt{\fr{mg}{k}}. La deuxième solution n'est évidemment pas possible étant donné que c'est une vitesse limite.

v=\sqrt{\fr{735}{18,2}}

v = 6,35 m.s-1.
Voilà, c'est la rédaction correcte mais je t'accorde qu'elle soit rigoureuse en certains points...

Sinon je constate avec plaisir que tu as bien compris le coup des unités Crois-moi il vaut mieux être rigoureux là-dessus

Pour ma part il n'y a pas de quoi
Au plaisir de te recroiser

Bonne soirée et bonne continuation; adiù

Posté par
Arks
re : Principe d'inertie 24-07-08 à 13:12

Merci ^^
Pour
v^2-P/k j'ai fait une erreur de frappe desole >.<

v^2 = P/k
D'ou v = P/k

Merci encore pour l'aide =)
A+

Posté par
shadowmiko Moderateur
re : Principe d'inertie 24-07-08 à 13:53

Oki, je me demandais d'où ça sortait même si je me doutais que c'était une erreur de frappe.

En tout cas tu t'es très bien débrouillé

Pas de quoi pour ma part

Adiù



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