Bonjour tout le monde ! Alors voilà. Il y a 3 exercices de physique que je ne comprends pas. Est-ce que vous pourriez m'expliquer comment les résoudre SVP ??

Merci d'avance

Exercice 1
Un pendule d'une masse de 5g est écarté de sa position d'équilibre, ce qui le porte à une hauteur h=1cm.
- Calculer quelle sera sa vitesse maximale (cm/s) au moment où il passera à sa position d'équilibre.

- Calculer à quelle hauteur se trouve le pendule au moment où son Ec est 3X plus importante que son Ep.

*** message déplacé ***

Bonjour,

Sous quelle forme se trouve l'énergie mécanique du pendule quand il est lâché sans vitesse initiale de sa position à 1 cm au-dessus de sa position d'équilibre ?

Que vaut alors cette énergie mécanique ?

Sous quelle forme se trouve l'énergie mécanique du pendule quand il passe par sa position d'équilibre ?

Quelle est donc alors sa vitesse ?

on sait que l'énergie mécanique égale l'énergie cinétique + l'énergie potentielle de gravitation
=> Em = Ep + Ec

Ep = m . g . h
si m = 0.005kg et h = 0.01m

donc 0.005 * 10 * 0.01 = Ep
=> Ep = 0.0005 J

est-ce que le début est déjà juste ?

Oui, c'est très bien.

Tu n'as oublié aucune conversion. Tu as exprimé les résultats avec leurs unités. Continue !

D'accord

Ensuite il faut utiliser la formule de Ec qui est (m * v^2)/2
=> v^2 = (2 * m * g * h)/ m
est-ce que la formule ci-dessus est juste ? je pense que non :S

je ne comprends pas comment trouver la vitesse

Mais oui, c'est cela !

N'oublie pas de dire que l'énergie mécanique se conserve (quand il n'y a pas de frottements). Et que l'énergie qui était sous forme d'énergie potentielle (au départ l'énergie cinétique est nulle puisque le pendule n'a pas de vitesse) est maintenant sous forme d'énergie cinétique (puisque l'on se trouve au niveau d'équilibre qui peut être pris pour origine des mesures de l'énergie potentielle de pesanteur du système Terre-pendule).

Tu peux simplifier :

v² = (2.m.g.h)/m = 2.g.h

et donc...

OK ! Donc cela va donner :
v² = (2*10*0.01)
   = 2
=> v = 2
c'est ça ? et l'unité sera m²/s² ?

Donc 2m²/s² est la vitesse maximale ou il y a d'autres calculs à faire ?

Erreur de calcul pour v²

L'unité de la vitesse sera le mètre par seconde (m/s ou m.s^-1) puisque toutes les grandeurs sont exprimées dans le système international d'unités.

ah non!!  J'ai compris ma faute. v²= 0.2
=> v = 0.2
    0.48

est-ce juste ?

Habituellement quand il n'y a pas d'unité, je ne réponds plus... car je ne peux plus répondre !

Je trouve plutôt que v = 0,2 0,45 m.s^-1

Ah oui c'est vrai désolé :S
donc v 0.45 m/s

et comment trouver maintenant la vitesse MAXIMALE ??

Mais c'est la vitesse maximale, puisque toute l'énergie mécanique est sous forme d'énergie cinétique (à la position d'équilibre l'énergie potentielle de pesanteur est nulle).

ah d'accord merci beaucoup. encore 2 à faire maintenant. J'espère que je ne vous dérange pas trop avec mes exercices...

Attendez ! Il reste à calculer la hauteur aussi si l'énergie cinétique et 3X plus importante que son énergie potentielle de gravitation...
comment je fais ?

Tu sais qu'à tout instant :
. l'énergie mécanique est constante
. l'énergie mécanique est la somme de l'énergie qui est sous forme d'énergie cinétique et de l'énergie qui est sous forme d'énergie potentielle de pesanteur.

Alors... que proposes-tu ?

Donc la somme de l'énergie potentielle et cinétique donne l'énergie mécanique ET l'énergie cinétique = l'énergie potentielle. est-ce ca ?

Oui pour le début de la phrase :

Donc 3 * Ep = Ec ??

Exact !

Et tu connais la somme Ep + Ec puisque c'est l'énergie mécanique et qu'elle est constante.

Donc si Ep=0.0005J,
alors Ec = 3 * Ep = 3 * 0.0005 = 0.0015 J

Et si Em = Ep+Ec
alors Em = 0.0015 + 0.0005 = 0.002 J
est-ce juste ?

Non, ce n'est pas cela. Tout simplement parce que tu n'as pas encore répondu à ma première question (message de 17 h 54) :

Elle est en énergie cinétique

Impossible puisqu'à cet instant sa vitesse est nulle.

Potentielle alors

Si Em = Ep ET QUE Ec = 3 * Ep, alors Ec = 3 * Em
Donc si Ep = 0.0005J,
Ec = 3 * 0.0005 = 0.0015 J
et ca s'arrete là ?

ah non !!!h = Ep / (m*g) = 0.0005 / (0.02 * 10)
= 0.0005 / 0.2 = 0.0025 m

Oui.

L'énergie mécanique E_m vaut à tout instant 5.10^-4 J

Quand le "mélange" d'énergie cinétique et d'énergie potentielle de pesanteur est tel que l'énergie cinétique vaut 3 fois l'énergie potentielle de pesanteur, c'est que l'énergie potentielle de pesanteur vaut (1/4)E_m et, bien sûr, l'énergie cinétique vaut à cet instant (3/4)E_m

m.g.h = (1/4)E_m
h = E_m / (4.m.g)

h = 5.10^-4 / (4 5.10^-3 10) = 0,002 5 m
ou h = 2,5 millimètres