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Vitesse objet au sol

Posté par Profil X34 05-08-17 à 02:04

Salut à tous, j'ai un mini-problème a résoudre où je dois déterminer la vitesse qu'aurait un objet lorsqu'il atteindra le sol avec les données suivantes : masse 5 kg, il tombe d'une hauteur de 6 m et il n'est soumis qu'a son poids, dans le champ de pesanteur où g=10.

J'ai essayé en utilisant l'énergie mécanique puisqu'il s'agit d'une chute libre, mais je ne sors aucun résultat, j'aurais donc besoin de quelques pistes, merci d'avance

Posté par
quarkplus
re : Vitesse objet au sol 05-08-17 à 07:36

Bonjour  ,
Qu'est ce que vous avez appris du mouvement uniformément accéléré  qui s'applique aussi à la chute des corps  dans votre cas simplifié  ?

Posté par
odbugt1
re : Vitesse objet au sol 05-08-17 à 07:56

Bonjour,
La conservation de l'énergie mécanique est un excellent moyen à utiliser ici.
Si, finalement tu choisis cette méthode expose ce que tu as essayé de manière à situer tes difficultés et t'aider efficacement.

Posté par Profil X34re : Vitesse objet au sol 05-08-17 à 14:17

On sait que Em= Ec +Epp, or a 2m la vitesse est nul donc Em = Epp = m*g*z = 2*10*2 = 40 J. Mais au sol on sait que Em = Ec car Epp = 0 . Donc Em = (1/2)*m*v² = (1/2) * 2 * v².
Donc 40 = (1/2)*2*v² alors v= (2*40/2) donc v = 6 m/s soit 23 km/h

Posté par
odbugt1
re : Vitesse objet au sol 05-08-17 à 14:45

A première vue, tu sembles avoir bien compris le principe de conservation de l'énergie mécanique.

Mais je ne comprends pas grand chose à tes calculs numériques dans lesquels tu sembles utiliser m=2kg pour la masse de l'objet là où l'énoncé donne 5kg et utiliser 2m pour l'altitude initiale de l'objet là où l'énoncé annonce 6m.

De plus, en menant tes calculs en mode "littéral" tu verrais vite que la masse se simplifie au cours des calculs et que c'est donc une donnée superflue pour obtenir le résultat.
En effet le vitesse atteinte au sol est indépendante de la masse dans l'hypothèse simplificatrice où la seule force agissante est le poids.

Posté par Profil X34re : Vitesse objet au sol 05-08-17 à 14:49

Ah oui je me suis effectivement trompé sur les données, j'ai confondu avec un autre exo, et c'est vrai que j'aurais pu simplifier la masse. En tout cas merci beaucoup pour votre aide

Posté par
odbugt1
re : Vitesse objet au sol 05-08-17 à 15:00

Je propose le corrigé suivant :

Energie cinétique initiale : Eci = 0
L'énoncé est un peu vague, mais on peut conjecturer que l'expression "il tombe d'une hauteur de 6m " sans autre précision signifie que la vitesse initiale de l'objet est nulle.
Energie potentielle initiale : Epi = mgh
On convient ici que l'énergie potentielle de référence est choisie comme nulle au niveau du sol.
Energie mécanique initiale :  Emi = Eci + Epi = 0 + mgh = mgh
L'énergie mécanique est définie comme la somme de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle.

Energie cinétique finale : Ecf = (1/2)m(vf
vf est la vitesse cherchée.
Energie potentielle finale : Epf=0
C'est l'énergie potentielle de référence.
Energie mécanique finale :  Emf = Ecf + Epf = (1/2)m(vf

L'énoncé précise que l'objet n'est soumis qu'à son poids : L'énergie mécanique se conserve tout au long de la chute et en particulier :
Emi = Emf
mgh = (1/2)m(vf
(vf)² = 2gh et

\large 
 \\ V_f= \sqrt{2.g.h}
 \\
Application numérique :

\large 
 \\ V_f= \sqrt{2\times10\times6}=11m.s^{-1}
 \\



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