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Problème pour la résolution d'un TP
Bonjour tout le monde, je suis ici car je ne parviens pas à commenter la fin d'un tp de physique.
Je vous donne l'énoncé ou plutôt le texte concernant le TP.
Hier dans l'après midi un inconnu a laissé tomber une pièce de 20 centimes d'euros du troisième étage de la tour Eiffel. Un passant l'ayant recu sur la tête a porté plainte contre X. Il a déclaré aux policiers "La pièce est arrivée comme une balle de fusil, j'ai failli mourir !"
Vitesse d'une balle de fusil : 1000 m.s -1
Masse d'une pièce de 20 centimes : 6g
Et après j'ai le droit d'aller chercher d'autres infos sur le net. J'ai pris l'altitude du troisième étage de la tour effeil qui est de 276m.
Je dois commenter les dires du passant. A mon avis je dois dire si il dit vrai ou non. Tout ça doit se faire avec les formules de gravité et des énergies cinétiques, potentielles et mécanique.
Je pense devoir comparé la pièce à une balle de fusil quand elle arrive sur la tête du passant mais avec le peur d'infos je ne vois pas comment faire. Voilà merci beaucoup.
Bonsoir,
La vitesse au carré d'un corps tombant en chute libre, est donné par la relation :
V² = 2*g*h
Avec :
g = gravité (9.81 pour la terre). Cette valeur varie selon l'altitude, mais dans notre cas, nous négligerons cette variation.
h = hauteur (ou altitude) depuis laquelle l'objet est lâché. Ici, c'est donc 276 m.
Ainsi, V² = 2*9.81*276
V² = 5415.12
V = 
5415.12
V = 75,5874989383
Arrondir ensuite le résultat en fonction des nombres significatifs.
On trouve donc que la pièce atteint une vitesse de 75,6 m.s-1, soit environ 272,2 km.h-1
Or, dans le calcul, la résistance à l'air n'a pas été prise en compte. Elle dépend notamment de la surface de l'objet, et est proportionnelle à sa vitesse. Mais comme la pièce est susceptible de tourner sur elle-même, faisant varier la surface qu'elle présente à l'air, il est difficile de calculer facilement la valeur de cette force.
Cependant, la résistance à l'air allant dans le sens opposé au déplacement de la pièce, elle va freiner cette dernière. Ainsi, le vitesse calculée précédemment est la vitesse maximale que pourra atteindre la pièce.
Nous pouvons donc constater que le passant a tort. La pièce ne pouvait pas atteindre la vitesse de la balle de fusil. La balle de fusil va 13,3 fois plus vite que la pièce.
Il se peut que je me trompe, je ne suis qu'en première...
En espérant avoir été clair,
Cordialement,
qallouet.
J'ai omis de préciser que la vitesse de 75,6 m.s-1 était la vitesse de la pièce au moment de l'impact.
En effet, la vitesse étant proportionnelle à l'altitude, plus celle-ci est importante, et plus la vitesse de la pièce augmente, jusqu'à équilibre avec la résistance de l'air, où la pièce a une vitesse constante (lois de Newton).
Même si ça semble évident, il ne faut pas oublier de le dire.
Bonne soirée 
Cordialement,
qallouet.
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