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Quantité de mouvement

Posté par
pfff
26-06-20 à 08:34

Bonjour, je veux un peu d'aide pour cette question.

ÉNONCÉ
  On comprime à l'aide d'un ressort de raideur k et de longueur à vide l_o = 25cm, d'une longueur x_o = 5cm et on le libère sans vitesse initiale. Le solide (S) percute une bille (B) de masse m placée en B. Le choc est parfaitement élastique. Les frottements sont supposés négligeables sur toutes les parties sauf sur (BC).
On donne, M= 30g : m=10g ; g=10m/s² ; k=300 N/m

Quantité de mouvement

1.Déterminer la vitesse v_1 du solide (S) au point B juste après le choc.

2. Montrer que la vitesse v_2 de la bille (B) après le choc vaut v_2 = 7,5m/s

Mes réponses

1.
Inventaire des forces extérieures : \vec{P} ; \vec{R_n} ; \vec{T}
\Delta E_c = \sum{W(\vec{F_{ext}})}

en appliquant jusqu'au bout j'obtiens v_1 = 5m/s

2. Je n'arrive pas à faire.
Mais je sais que c'est par la quantité de mouvement qu'il faut procéder

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 26-06-20 à 09:52

Bonjour,

Utilise la conservation de la quantité de mouvement ainsi que celle de l'énergie cinétique.

Posté par
pfff
Après le choc ( Quantité de mouvement ) 13-07-20 à 01:28

Bonjour, j'aimerais bien de l'aide pour cette question.

ÉNONCÉ
On comprime à l'aide d'un ressort de raideur k et de longueur à vide l_o = 25cm, d'une longueur x_o = 5cm et on libère sans vitesse initiale. Le solide (S) percute une bille (B) de masse m placée en B. Le choc est parfaitement élastique. Les frottements sont supposés négligeables sur toutes les parties sauf sur (BC).
On donne M = 30g ; m = 10g ; g = 10m/s² ; k = 300 N/m

Après le choc ( Quantité de mouvement )

1. Détermine la vitesse v_1 du solide (S) au point B juste après le choc

2. Montrer que la vitesse v_2 de la bille (B) après le choc vaut v_2 = 7,5m/s.

Ce que j'ai fait

1-
En appliquant la conservation de l'ernergie mécanique on a :

EM_o = EM_1 \Rightarrow \frac{1}{2}kx_o² = \frac{1}{2}Mv_1²
                                \Rightarrow v_1 = \sqrt{\dfrac{kx_o²}{m}}

j'obtiens v_1 = 5m/s

pour la 2e question je suis bloqué je ne maîtrise pas bien les quantités de mouvements.

*** message déplacé ***

Posté par
odbugt1
re : Après le choc ( Quantité de mouvement ) 13-07-20 à 08:44

Bonjour,

Tu as déjà posté cet exercice le 26-06-20 à 08:34 sous le titre de " Quantité de mouvement " et tu n'as pas répondu au début d'aide qui t'a été apportée.

Le règlement de ce forum interdit de poster plusieurs fois le même sujet.

*** message déplacé ***

Posté par
gbm Webmaster
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 10:32

Bonjour,

@pfff : le multi-post est strictement interdit sur le forum . Tu es loin d'être nouveau sur les , tu dois donc respecter la règle :

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q03 - Pourquoi ne faut-il pas faire du ''multi-post'' ?

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 11:11

Je propose à pfff de reprendre cet exercice en apportant une proposition de réponse ( ou bien des questions précises) à mon post du 26-06-20 à 09:52
Bien entendu, la définition de la quantité de mouvement est supposée connue, sans quoi il n'est pas possible de répondre.

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 15:43

Je suis désolé je savais plus si j'avais déjà posté cet exercice. Et j'ai pas pris la peine de vérifier dans Mes messages. Encore mille excuses

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 16:09

donc on a :

\large \vec{P}_{avant \: le \: choc} = \vec{P}_{après \: le \: choc}

M\vec{v_1} + m*\vec{o} = ( M + m) \vec{v_2}

v_2 = \dfrac{M*v_1}{ M + m}

mais je ne trouve pas 7,5 m/s

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 17:30

L'énoncé indique que le choc est parfaitement élastique.
Il en résulte que (S) et (B) ne restent pas solidaires après le choc et que chacun des deux repart avec une vitesse qui lui est propre.

Soit   \overrightarrow{v'}  la vitesse de (S) juste après le choc :
La conservation de la quantité de mouvement s'écrit :

M~\overrightarrow{v_1} =  M~\overrightarrow{v'} +  m~\overrightarrow{v_2}

Soit après projection sur l'axe AC :

M~{v_1} =  M~{v'} +  m~{v_2}

Cette équation possède deux inconnues, il faut donc une deuxième équation pour répondre à la question posée.
Cette deuxième équation est fournie par la conservation de l'énergie cinétique (choc parfaitement élastique.

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 18:34

Citation :
la conservation de l'énergie cinétique


vous vouliez dire le  théorème de l'énergie cinétique ?

si oui je l'applique de ou à ou car je ne vois pas encore

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 18:42

Citation :
vous vouliez dire le  théorème de l'énergie cinétique ?
Non


Conservation de l'énergie cinétique du système {S + B} :
Energie cinétique du système  {S + B} avant le choc = Energie cinétique du système  {S + B} après le choc

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 18:45

je ne vois pas du tout comment faire dans ce cas

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 19:02

Conservation de l'énergie cinétique du système {S + B} revient à :

Energie cinétique de S avant le choc + Energie cinétique de B avant le choc  =
Energie cinétique de S après le choc + Energie cinétique de B après le choc

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 19:07

ok donc on a :

\dfrac{1}{2} m v_1² + 0 = \dfrac{1}{2}m v'² + \dfrac{1}{2}mv_2²

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 19:57

Tu es sur la bonne voie, mais (voir énoncé) :
" M " est la masse de (S),
" m " est la masse de (B)

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 20:04

oh j'oubliais on a :

\dfrac{1}{2} M v_1² + 0 = \dfrac{1}{2}M v'² + \dfrac{1}{2}mv_2²

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 20:17

C'est bon.
Bien entendu tu auras tout intérêt à simplifier :

M v_1² = M v'² + mv_2²

Il ne reste plus qu'à résoudre le système d'équations dont tu disposes pour trouver l'expression
puis la valeur de v2

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 13-07-20 à 20:23

Merci infiniment la résolution du système est à ma portée.
Bonne soirée

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 17-07-20 à 23:08

Bonsoir, j'ai pas pu résoudre le système. J'aimerais un peu d'aide. Merci
je recapitule

\large M(v_1-v') = mv_2  (1)

M ( v_1²-v'²) = mv_2²   (2)

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 18-07-20 à 00:06

Divise l'équation (2) par l'équation (1) et simplifie le résultat obtenu. Tu obtiens une équation (3)
En combinant les équations (1) et (3) tu obtiens une équation (4) qui permet de calculer v2

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 18-07-20 à 09:46

(2) / (1)    \large (v_1 + v') = v_2

(1) et (3) \large v_2 = \dfrac{2Mv_1}{m+M}

j'obtiens v_2 = 7,5m/s

Merci encore

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 18-07-20 à 10:19

Remarque :
Mathématiquement, la division de (2) par (1) n'est possible que si v1v'
Mais physiquement on peut écarter le cas où v1 = v'
Pourquoi ?

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 23-07-20 à 19:31

je ne vois pas

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 23-07-20 à 23:32

Indices :

a) Utiliser une ou l'autre des équations établies le 17-07-20 à 23:08 pour calculer v2 dans l'hypothèse ou v1 = v'
b) Se souvenir que v1 est la vitesse de (S) avant le choc, v' la vitesse de (S) après le choc, v2 la vitesse de (B) après le choc.

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 23-07-20 à 23:54

Je pense que la vitesse avant le choc ne peut jamais être égale à la vitesse après le choc

Posté par
odbugt1
re : Quantité de mouvement 24-07-20 à 00:04

En effet.
Nous sommes dans le cas ou le choc n'a pas eu lieu.
Les vitesses de (S) (5m/s) et de (B) (0m/s) restent les mêmes.
Or l'énoncé précise qu'il y a eu choc.
On peut donc écarter le cas ou v1 = v'  (et v2=0)

Posté par
pfff
re : Quantité de mouvement 24-07-20 à 00:17

D'accord, Merci



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