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problème de physique : Chutes libres

Posté par aurore02 (invité) 17-03-07 à 20:31

Bonjour, voila j'ai un petit soucis pour résoudre ce problème . En attendant une réponse de votre part, je vous en remercie d'avance.

On prend g=10N/kg
Roméo lance un petit caillou sur le volet de Juliette. Le bas du volet est à 2.5 m au dessus de la main de Roméo. On néglige les frottements.

a) Quelle vitesse minimale Roméo doit-il communiquer au caillou avant de le lâcher ?
b) Calculer à nouveau la vitesse minimale de départ pour que le caillou frappe le volet avec une vitesse supérieur à 3.0 m/s .
La réponse dépend-elle de la direction de la vitesse initiale?

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 17-03-07 à 20:55

Bonjour,

Comme il est "mignon" cet énoncé...

Il faut communiquer suffisamment d'énergie cinétique au "petit caillou" pour que l'énergie potentielle du système Terre-caillou soit augmentée par l'élévation du caillou jusqu'au volet de Juliette.

Quelle vitesse donc ?

Posté par aurore02 (invité)re 17-03-07 à 21:13

alor jdoi dabord calculer lénergie cynétique du systeme?

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 17-03-07 à 21:24

Exprime le gain d'énergie potentielle

Si le caillou arrive sans vitesse à la hauteur 2,5 m au-dessus de la main de Roméo c'est que toute l'énergie cinétique qu'il avait au départ a été transformée en énergie potentielle, donc
exprime l'énergie potentielle au départ (qui est la variation d'énergie cinétique)

Ecris que ces deux variations d'énergie sont égales (l'une est transformée en l'autre) ; il y aura une simplification par la masse que tu ne connais pas.

Tu pourras en déduire la vitesse.

Posté par aurore02 (invité)re 17-03-07 à 21:38

ne men ve pa trop mais je ne comprends pas de quoi veux-tu parler quand tu utilise "énergie potentielle"?

Posté par aurore02 (invité)aide moi stp 17-03-07 à 22:15

je trouve 5 m/s ! est - ce que tu trouves le même résultat que moi ? stp merci d'avance

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 08:27

Quelle méthode as-tu utilisée pour trouver ce résultat ? (je ne trouve pas comme toi)

Il y a plusieurs manières de faire qui dépendent de ce que tu as appris et de ce que tu n'as pas encore appris. Mais cet exercice t'est donné pour un certain chapitre de ton livre, ou pour un cours de ton professeur. C'est certainement cela qu'il faut utiliser.

Ce chiffre que tu annonces provient d'un calcul. Quel calcul ?

Posté par
screen
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 09:16

Bonjour,

je penses qu'il manque des précisions dans l'énoncé.
Si ce mouvement est un mouvement vertical pur:
           mv2
mgh = ------
             2

v2 = 2gh
v = 50 7 m/s

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 10:31

Citation :
Le bas du volet est à 2.5 m au dessus de la main de Roméo


On peut en déduire que le mouvement est bien "vertical pur".

La toute dernière question remettra bien sûr cette hypothèse en cause.

Posté par aurore02 (invité)re 18-03-07 à 12:20

alors moi j'ai utiliser cette formule : delta Ec= Ecb - Eca

et Delta Ec= W(ab)vecteur P    ( travaux des forces)

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 12:30

Oui, c'est cela

Que vaut le travail du poids ? WAB(P) = ... ?
(C'est un travail résistant car dirigé à l'opposé de la vitesse, du déplacement)

Et que vaut la variation d'énergie cinétique ? Ec = EcB - EcA = ... ?

Posté par aurore02 (invité)re 18-03-07 à 12:50

W(ab)P = -mg*h

Vb^2 = 0   donc Delta Ec= -1/2 m Va^2

Donc -1/2 m Va^2 = -mg*h
      1/2 Va^2= gh
          Va^2= 2gh
         Va = \sqrt{50} = 7 m/s

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 13:25



Mêmes raisonnements pour le début de la question b)

Mais au lieu d'arriver au niveau du volet à vitesse nulle (donc sans énergie cinétique) Roméo souhaite que le petit caillou ait encore de la vitesse (au moins 3 m.s-1) et donc que ce caillou ait encore de l'énergie cinétique.

Pour cela, comme il y a le même travail résistant du poids, il va falloir donner au caillou plus d'énergie (cinétique) au départ, donc une vitesse plus grande. Laquelle, au minimum ?

Posté par aurore02 (invité)re 18-03-07 à 13:37

sa va pas je trouve 6.4 m/s

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 13:41

WAB(P) est inchangé

Ec = (1/2).m.32 - (1/2).m.vA2

Je dois quitter l' ...

Posté par aurore02 (invité)re 18-03-07 à 14:17

je te remerci pr ton aide. ps: j'ai trouvé 7.7 m/s merci

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 18:35

En effet, vA = 59 7,7 m.s-1

La dernière question :

Citation :
La réponse dépend-elle de la direction de la vitesse initiale ?

est plus délicate. On y suppose implicitement que la direction au départ de la main de Roméo puisse être autre que verticale.
As-tu une idée pour la réponse ?

Posté par aurore02 (invité)re 18-03-07 à 18:39

j'ai dit qu'elle dépendait de l'énergie cinétique

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 18:56

Je te dis ce que je pense pour cette dernière question :
Le vecteur-vitesse au départ est la somme de deux vecteurs-vitesse : un vertical dont tu as calculé l'intensité et un horizontal dont on n'a pas encore eu besoin puisque le début de l'exercice se passe juste à la verticale sous la fenêtre.
Le vecteur-vitesse vertical ne dépend pas d'une éventuelle composante horizontale du mouvement. En revanche le vecteur-vitesse horizontal en dépend totalement.

Je prends l'exemple de l'arrivée à vitesse verticale nulle ; au départ la vitesse verticale est 7 m.s-1 et cette vitesse diminue linéairement de 10 m.s-1 chaque seconde. Donc la durée du "vol" du caillou est 0,7 seconde
Plus Roméo sera loin de la fenêtre et plus il faudra qu'il donne une grande vitesse horizontale pour que le caillou atteigne la fenêtre en 0,7 seconde.
Donc plus il sera loin de la fenêtre et plus il faudra d'énergie cinétique au départ.

Posté par aurore02 (invité)merci 18-03-07 à 19:18

mercii bcp grâce à vous j'ai pu conclure mon excercice

Posté par
Coll Moderateur
re : problème de physique : Chutes libres 18-03-07 à 19:20

Je t'en prie
A une prochaine fois !



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