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Vitesse d'une boule de billard

Posté par
Sid07
18-01-15 à 11:29

Bonjour

C'est pour m'aider à faire un exercice,si vous pouvez me guider.

Deux boules de billard identiques , A et B , sont animés , dans un plan horizontal, d'un mouvement rectiligne et uniforme. Elles se heurtent à angle droit comme l'indique la figure ci-dessous. La vitesse de la boule A avant le choc est VA = 0,8m/s . Après le choc la vitesse de la boule B est nulle.

Calculer VB avant le choc et V'A après le choc. On admettra qu'il y a conservation de la quantité de mouvement.

Vitesse d\'une boule de billard

Posté par
Aragorn
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 12:29

Bonjour,
A priori, il faut écrire la conservation de la quantité de mouvement et la conservation de l'énergie cinétique.
Avec la conservation de la quantité de mouvement seule (même avec VB' = 0 (après le choc)), on a une équation à 2 inconnues VB et VA' donc ce n'est pas suffisant...

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 12:33

Merci pour votre réponse

Donc qu'est ce qu'il manque ?

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 12:35

Bonjour,

Écris la conservation de la quantité de mouvement.
Tu auras ainsi deux équations à deux inconnues... et ce sera facile à résoudre !

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 12:37

Bonjour Aragorn

Oups...
Mais, pour ma part, je n'ai pas eu besoin de prendre en compte l'énergie cinétique.

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 12:44

Bonjour Coll

PA+PB = P'A

m×VA+ m×VB = m×V'A

VA + VB = V'A

Corrigez moi si j'ai fait une erreur

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 12:52

Il est indispensable de bien voir que ce ne sont pas des quantités scalaires mais que ce sont des vecteurs !

\vec{V}_A+\vec{V}_B=\vec{V'}_A

et ainsi tu vas pouvoir obtenir deux équations...

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 13:27

Ok merci, je vais les écrire en gras

Comment obtenir ces deux équations ?

VB = V'A - VA

V'A = VA - VB

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 13:28

Oups

V'A = VA + VB

Posté par
picard
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 13:33

Bonjour à tous.

Citation :
VB = V'A - VA

V'A = VA - VB
Non, ce que suggère Coll, c'est de projeter sur deux axes.


Sinon, tu peux aussi faire un schéma en plaçant \vec{V_A} et \vec{V_B} bout à bout et en plaçant \vec{V'_A} de façon à ce qu'il soit la somme.
Tu as alors un triangle rectangle et tout est réglé en deux coups de trigo !

Au revoir.

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 14:20

Merci Picard pour ta réponse mais je ne sais pas comment projeter ?

Posté par
picard
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 15:22

Regarde la figure ci-dessous, en plaçant les vecteurs vitesse bout à bout, tu obtiens un triangle rectangle dans lequel tu connais VA et la valeur d'un des angles (et donc de tous...).
Avec deux relations de trigonométrie, tu peux déterminer VB et V'A.

OK ?

Si tu veux projeter, choisis tes axes pour avoir le moins possible de complications : un axe selon VA et l'autre selon VB ça peut être intéressant...
Mais la solution triangle rectangle (applicable ici mais pas dans n'importe quelle situation) est très intéressante.
A toi de voir.

Vitesse d\'une boule de billard

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 16:04

Je veux projeter mais expliquer moi aussi avec le triangle rectangle.

En projetant je trouve

-VA -V'Acos30° = 0 (sur l'axe des x selon VA )

-VB -V'Acos60° = 0 (sur l'axe des y selon VB )

Je crois que ce que j'ai fait est faux.

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 16:45

En effet, c'est faux... Donc : recommence !
__________

La solution avec le triangle rectangle est d'autant plus "élégante" et facile que ce triangle rectangle est un demi-triangle équilatéral. Et donc que les relations entre les longueurs des côtés sont (devraient ? ... étaient autrefois...) connues par cœur.

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 20:12

Bon je trouve :

-VB+V'Acos30° = 0 ( l'axe x)

-VA+V'Acos60° = 0 (l'axe y)

Pouvez vous me montrer la solution en utilisant le triangle rectangle.

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 21:00

Quelles sont donc les valeurs de VB et de VA' ?
____________

Soit un triangle équilatéral ABC
H est le milieu de [AC]
Donc BH est hauteur, médiane, médiatrice, bissectrice...

Vitesse d\'une boule de billard

Si l'on note a la longueur commune aux côtés du triangle équilatéral (par exemple AB = a)
alors AH = \dfrac{a}{2}
et (par exemple, théorème de Pythagore) BH = a.\dfrac{\sqrt{3}}{2}

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 21:08

Je trouve


V'A = 1,6 m/s et VB = 1,4 m/s

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 21:21

Oui.

VA' = 1,6 m.s-1
et
VB 1,4 m.s-1

Posté par
Sid07
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 21:54

Ok merci tout le monde

Posté par
Coll Moderateur
re : Vitesse d'une boule de billard 18-01-15 à 22:07

Pour ma part, je t'en prie.
À une prochaine fois !



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