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Rebonds d'une balle de tennis

Posté par
cocorara
19-05-12 à 16:40

Promis, c'est la dernière fois que je vous embête

La courbe ci-dessous représente l'énergie potentielle de pesanteur d'une balle de tennis de masse m=57g lâchée sans vitesse initiale d'une auteur z0 au-dessus du sol.

a. A quelle date la balle touche-t-elle le sol pour la première fois ? Justifier que le niveau de référence de l'énergie potentielle de pesanteur est le niveau du sol.

Elle touche le sol à environ 0,8 sec. Je ne sais pas justifier

b. A l'aide de la courbe et d'un calcul, déterminer l'altitude initiale z0 de la balle.

z0= 2,5m

c. A quelle date t1,  la balle atteint-elle son altitude maximale apres le premier rebond ? Calculer l'altitude z1 correspondante. La balle est-elle conforme aux spécifications selon lesquelles "Le rebond de la balle tombant d'une hauteur de 254,00 cm su une surface place et dure (béton par exemple) doit etre au minimum de 134,62 cm et inférieur à 147,32 cm" ?

t1= 1,3sec. Oui elle est conforme

d. En supposant les frottements négligeables lorsque la balle est en l'air, derterminer l'énergie mécanique E0 de la balle avant son premier rebond.

Là je ne sais pas faire

e. A la date t1, que vaut l'énergie cinétique de la balle ? En déduire l'énergie mécanique E1 de la balle entre son premier et son deuxieme rebond.

Là non plus

f.Quelle proportion de l'énergie mécanique a été perdue lors du rebond ? Sous quelle forme ?

Là non plus

g. Sur un graphe, tracer l'allure des courbes representant l'énergie mécanique, l'énergie potentielle de pesanteur et l'énergie cinétique de la balle lors de son mouvement.

Rebonds d\'une balle de tennis

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 18:39

a. Justifier que le niveau de référence de l'énergie potentielle de pesanteur est le niveau du sol.

les rebonds sont identifiables graphiquement (ce sont les points de la courbe touchant l'axe ...), donc il suffit de regarder à quel niveau d'énergie cela correspond et en déduire Epp au sol (puisque les rebonds se produisent sur le sol)

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 18:44

Merci ! et pour le reste je n'ai aucune piste :/

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 19:44

d. En supposant les frottements négligeables lorsque la balle est en l'air, determiner l'énergie mécanique E0 de la balle avant son premier rebond

toujours le meme raisonnement:
si on néglige les frottements, un solide soumis uniquement à la pesanteur a une énergie mécanique constante

Em = Epp + Ec = constante

donc tu peux prendre n'importe quel point de la trajectoire (ENTRE DEUX REBONDS, ici) pour calculer Em; de préférence un point où tu connais à la fois Epp et Ec


Attention: un choc est une action extérieure, et après un choc l'énergie mécanique n'est pas forcément conservée.

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 20:03

Je vais peut etre paraitre chiante mais.. comment on voit Ec sur la courbe ? ou comment le trouver ?
Parce que j'ai Ep et le temps..

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 20:06

Je suis complètement perdue là

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 20:15

1) en lisant bien le texte

"La courbe ci-dessous représente l'énergie potentielle de pesanteur d'une balle de tennis de masse m=57g lâchée sans vitesse initiale d'une auteur z0 au-dessus du sol."


2) en connaissant quelques propriétés de la chute libre verticale (lancer une pomme à la verticale) :
notamment qu'au plus haut de la trajectoire (càd Epp ...) la vitesse d'un projectile est ...

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 20:17

La vitesse d'un projectile est constante ?
Non mais là sérieux je capte plus rien ça ma retourné le cerveau

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 20:37

quand tu lances une pomme en l'air (à la verticale) elle monte jusqu'à un certain point puis elle redescend.
Donc au sommet de sa trajectoire, sa vitesse est nulle (et son energie potentielle de pesanteur est maximale).

c'est pas simple la physique, mais si ça peut te consoler, l'humanité a mis des siècles (et meme des millénaires) à forger les concepts que tu dois assimiler en qqes semaines

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 20:44

Donc
d. Em= Epp+Ec
Em= 1,4+0
Em = 1,4 J

e. A la date t1, l'énergie cinétique est nulle
Em1= 0,79+0
Em1=0,79 J

f. On a perdu la moitié de l'energie mécanique. Par contre je ne sais pas en quoi elle s'est transformée ? En chaleur ?

g. Et je fais comment le graph ?

Dis moi si je me suis trompé dans mes calculs aussi

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 21:21

b) je pense que z0=2,54 m et donc Epp0 = mgz0 = 0,057x10x2,54 J (un peu au dessus de 1,4)


d) oui, E0 = Epp0 + 0 (pas de vitesse initiale)

e) oui, E1 = Epp1 + 0 (car au sommet du rebond la vitesse est nulle)

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 21:33

Donc pour le f c'est qu'on a perdu la moitié, et ça s'est transformé en chaleur ?
et le graph qu'il faut faire on doit voir que l'energie potentielle de pesanteur diminue, que l'energie mécanique diminue et que l'energie cinétique reste a 0 c'est bien ça ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 21:33




e) oui, E1 = Epp(t1) + 0 (car au sommet du rebond la vitesse est nulle)

f) pas tout à fait la moitié: on passe de 1,41 (env.) à 0,79 donc la perte est env. de 0,62/1,41 x 100 en %

de l'energie est dissipée lors du contact de la balle avec le sol à chaque rebond (frottements, usure de la balle)

Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 21:37

Ok merci
et le graph ? ^^

Posté par
krinn Correcteur
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 21:53


g) entre 0 et 0,8 s

Energie mecanique = Em0 = Epp0 = env. 1,41 J = Constante (donc une horizontale)

en t=0 : Epp = Em = 1,41J puis décroit jusqu'a 0 à t=0.8 s

en t=0 : Ec = 0 puis croît jusqu'a Em=1.41 J à t=0.8s (la somme Epp+Ec = Em = Cste )

donc tu as une horizontale (Em0) et deux courbes qui se croisent (Epp et Ec)

entre 0,8s et t1:

Energie mecanique = Em1 = Epp1 = env.0,79 J = Constante (encore une horizontale)

en t=0.8s : Epp = 0 puis remonte jusqu'a 0.79 J en t1

en t=0.8s : Ec = 0,79J puis descend jusqu'a 0 en t1

donc tu as une autre horizontale (Em1) plus basse que Em0 et deux courbes qui se croisent (Epp et Ec)


note que la courbe Ec est discontinue en t=0.8 à cause de la perte d'energie cinetique lors du choc.



Posté par
cocorara
re : Rebonds d'une balle de tennis 19-05-12 à 21:56

Merci beaucoup de m'avoir aidé et pour la patience ^^



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