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problème résolution d'exercices : dynamique du point matériel

Posté par
ant121
23-05-11 à 17:19

Bonjour à tous,

j'ai un peu du mal à résoudre quelques exercices sur la dynamique du point matériel, je ne vois pas trop comment m'y prendre...

Voici l'énoncé du premier problème :

1. Une masse de 2kg est lancée à partir du sol selon un angle de 60° par rapport à l'horizontale, à la vitesse de 10 m/s.
Quelle hauteur maximum atteint-elle ?
A quelle distance retombe-t-elle sur le sol ?

J'ai les réponses (3,75 m; 8,66 m), mais je ne vois pas comment arriver à ce résultat.

Ensuite,

2. ** exercice effacé et dupliqué dans un nouveau topic ** problème résolution d'exercices : dynamique du point matériel



Merci d'avance pour votre aide,

ant121

Edit Coll : merci de respecter la FAQ, un problème = un topic

Posté par
efpe
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 18:17

salut
pour la 1) il suffit d'utiliser le théorème de conservation mécanique pour la hauteur
pour la distance je pense qu'il faut trouver l'équation de la trajectoire (avec le PFD). ca te permet aussi de trouver la hauteur d'ailleurs

la question 2) n'est pas très dur
la force exercée c'est le poids du bloc
la vitesse il faut faire R.w où w est la vitesse de rotation

Posté par
prbebo
dynamique 23-05-11 à 18:20

Bonjour ant121,

ce sont pourtant des questions qui sont pourtant a la portee d'un lyceen du secondaire !

Pour le premier exercice, tu dois appliquer le principe de la dynamique (ou encore 2ieme loi de Newton)pour ecrire 2 equations donnant d2x/dt2 et d2z/dt2 (cad les projections de l'acceleration sur l'axe horizontal OX et vertical OZ). Puis, integrer ces 2 equations, dans l'ordre que tu veux, une 1ere fois pour obtenir les composantes de la vitesse (dx/dt et dz/dt, puis une 2ieme fois pour avoir les lois horaires x(t) et y(t). Pour cela tu auras besoin d'utiliser les conditions initiales : a t = 0, x(0) = z(0) = 0, dx/dt(0) = V0.cos et dz/dt(0) = V0.sin. Impossible que tu n'aies pas fait ca au moins une fois dan ta vie !

J'attends tes reponses avant de passer a l'exercice 2.

Prbebo.

Posté par
ant121
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 20:42

Salut,

@efpe : merci pour la question 2, j'ai bien compris

Mais je bloque toujours sur la 1, je ne vois pas trop en quoi la 2eme loi de Newtown va m'aider.

J'ai donc pour le moment F = m.a

Ici, il me semble que F représente la force de gravitation, donc G = m.g, donc G = 2kg * 10 m/s² = 20 N
Mais je ne vois toujours pas comment trouver la hauteur maximale, je n'ai pas trop compris les explications de prbebo...

Merci de votre aide !

Posté par
efpe
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 21:12

tu tombes donc sur a = g (en vecteur)
en projetant sur les axes tu as :

d²z/dt² = -  g
d²x/dt² = 0

avec un axe vertical z ascendant et un axe x horizontal
maintenant il faut intégrer

Posté par
ant121
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 22:26

Alors pour d²z/dt² = -  g je trouve ca :

\int \d²z/dt² = \int_t_{0}^t -g dt\
dz/dt = -g (t - v_{0} sin (a))

c'est ca ou je suis complètement à coté de la plaque ?

Posté par
efpe
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 22:28

ça me parait bien
intègre encore une fois

Posté par
efpe
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 22:29

euh no petit problème pardon

dz/dt = -gt + vo.sin a

Posté par
ant121
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 22:33

je trouve z(t) = -gt²/2 + gt . v_{0} . sin a
et x(t) = v_{0} . cos a . t

Posté par
ant121
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 23-05-11 à 22:37

ah ben z(t) = -gt²/2 + t . v0 . sin a, plutot

Posté par
efpe
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 24-05-11 à 12:57

voilà donc si tu élimines le temps entre ses deux équations, tu auras l'équation de la trajectoire qui te donnera : z(x) = 0 : la distance x parcourue avant de toucher terre
z(x) = zmax : la hauteur atteinte (trouvée par dz/dx = 0 ou dz/dt =0 )

Posté par
ant121
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 24-05-11 à 14:37

ok merci !

Mais est-ce la seule facon de tomber sur la réponse ?
Parce que ce raisonnement me semble beaucoup plus compliqué par rapport aux autres exercices que j'ai...

Posté par
efpe
re : problème résolution d'exercices : dynamique du point matéri 24-05-11 à 14:46

tu es en licence quand même, c'est du niveau terminale



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