Energie cinétique et potentielle de pesanteur

[Léa 1ére S-SVT]

Au service, un joueur de tennis frappe une balle de tennis de masse m=58g à une hauteur h=2,40m au-dessus du sol et lui communique une vitesse de valeur = 116km/h. On modélise la situation en représentant la balle par un corps ponctuel en mouvement de chute libre, c'est-à-dire dès que la balle n'est plus en contact avec la raquette.
a) Calculer l'énergie cinétique et l'énergie potentielle de pesanteur de la balle à l'instant de date t0 en choisissant Epp=0J à l'altitude du terrain
=> Ec= 1/2 *0.058* ((116/3600)² =3.011*10 puissance-5 J
Epp(0)=0.058*9.81*2.41=1.4 J
b)Déterminer les valeurs de l'énergie cinétique )Ec (ti) et l'énergie potentielle de pesanteur Epp(ti) de la balle à l'instant de date ti quand elle touche le terrain au sol.
=> comment a-t-on la vitesse pour l’énergie cinétique ?
et z=0 pour l'energie cinétique et donc Epp sera égale à 0
c) En déduire la valeur Vi de la vitesse de la balle lors de l'impact sur le sol en I.
=> sa revient à ma questuon du b)
d) En réalité, la vitesse d'impact sera-t-elle supérieure, inférieure ou égale à la valeur calculée en c) ? Justifier

[SoS(29)]

Bonjour.
A propos du calcul de l'énergie cinétique.

=> Ec= 1/2 *0.058* ((116/3600)² =3.011*10 puissance-5 J

Vous avez pensez à convertir la vitesse, mais vous avez converti en km/s et pas en m/s.
Donc votre résultat n'est pas en Joule.
Vous devez reprendre la conversion de la vitesse. (Vous devez trouver une énergie cinétique voisine de 28 J).
Le calcul de l'énergie potentielle est correct.

b)Déterminer les valeurs de l'énergie cinétique )Ec (ti) et l'énergie potentielle de pesanteur Epp(ti) de la balle à l'instant de date ti quand elle touche le terrain au sol.

On n'a pas la vitesse au moment de l'impact ; donc pas de calcul en utilisation la relation de définition. Cependant comme vous savez qu'il y a conservation de l'énergie (si les frottements dus au déplacement dans l'air sont négligeables), vous pouvez en déduire la variation de l'énergie cinétique au cours du mouvement jusqu'à l'impact.
Lorsque la balle touche le sol, son altitude est passée de 2,4 m à 0,0 m ; elle a donc perdu cette énergie potentielle de pesanteur.
Qu'est-elle devenue ?
Je vous laisse continuer.
Lorsque vous aurez déterminer l'accroissement de l'énergie cinétique due à la diminution de l'énergie potentielle de pesanteur, vous pourrez déterminer l'énergie cinétique "totale".
Et enfin déterminer la vitesse de la balle au point d'intact.

[Léa 1ére S-SVT]

a) Donc v= (116 000/3600)
Ec= 1/2 *0.058* (116 000/3600)² = 30.11 J

b) Sinon, je ne vois pas se que je dois faire pour l’énergie cinétique a part dire qu'elle augmente. Et que comme Epp est nulle, et que Em doit etre constant.
Donc: Em=Ec+ Epp=30.11+1.4=31.51 J, Vu que Epp est nul Ec=31.51 quand la balle touche le terrain I ?
L’énergie potentielle devient Epp(0)=0.058*9.81*0=0 J

[SoS(29)]

Attention si Ep est nulle au sol, elle ne l'est pas à 2,4 m.
Donc l'énergie potentielle de pesanteur de la balle est initialement d'environ 1.4 J, elle vaut 0 J au sol. Donc, comme l'énergie est une grandeur qui se conserve et comme on néglige les frottements de la balle quand elle se déplace dans l'air, on peut en conclure de la diminution de l'énergie potentielle de pesanteur est compensée par l'augmentation de l'énergie cinétique.
L'énergie cinétique vaut initialement environ 30.1 J au moment de l'impact elle vaut environ 30.1 J + 1.4 J.
Vous avez maintenant la possibilité de calculer la vitesse en utilisant la relation de définition de l'énergie cinétique.

[Léa 1ére S-SVT]

Attention si Ep est nulle au sol, elle ne l'est pas à 2,4 m.
Donc l'énergie potentielle de pesanteur de la balle est initialement d'environ 1.4 J, elle vaut 0 J au sol. Donc, comme l'énergie est une grandeur qui se conserve et comme on néglige les frottements de la balle quand elle se déplace dans l'air, on peut en conclure de la diminution de l'énergie potentielle de pesanteur est compensée par l'augmentation de l'énergie cinétique.
L'énergie cinétique vaut initialement environ 30.1 J au moment de l'impact elle vaut environ 30.1 J + 1.4 J.
Vous avez maintenant la possibilité de calculer la vitesse en utilisant la relation de définition de l'énergie cinétique.

Ce n'est pas se que j'ai dit ?

c)v²=(Ec/0.5*m)
=(31.51/0.5*0.058)
=108.66 ? et si je met au carrée sa donne 118060 J. Je garde lequel le carrée ou sans ?
je pense mettre trompé car la vitesse devrait etre plus grande, mais je ne vois pas où.

d)En réalité,la vitesse d'impact sera inférieure car l'air exerce une force de frottement sur la balle durant son trajet.

[Léa 1ére S-SVT]

Attention si Ep est nulle au sol, elle ne l'est pas à 2,4 m.
Donc l'énergie potentielle de pesanteur de la balle est initialement d'environ 1.4 J, elle vaut 0 J au sol. Donc, comme l'énergie est une grandeur qui se conserve et comme on néglige les frottements de la balle quand elle se déplace dans l'air, on peut en conclure de la diminution de l'énergie potentielle de pesanteur est compensée par l'augmentation de l'énergie cinétique.
L'énergie cinétique vaut initialement environ 30.1 J au moment de l'impact elle vaut environ 30.1 J + 1.4 J.
Vous avez maintenant la possibilité de calculer la vitesse en utilisant la relation de définition de l'énergie cinétique.

Ce n'est pas se que j'ai dit ?

c)v²=(Ec/0.5*m)
=(31.51/0.5*0.058)
=108.66 ? et si je met au carrée sa donne 118060 J. Je garde lequel le carrée ou sans ?
je pense mettre trompé car la vitesse devrait etre plus grande, mais je ne vois pas où.

d)En réalité,la vitesse d'impact sera inférieure car l'air exerce une force de frottement sur la balle durant son trajet.

[SoS(29)]

Bien.
Vous l'aviez écrit. Et je pensais qu'en reformulant, se serait plus clair.
Dans la suite vous faite une confusion.

v²=(Ec/0.5*m)
=(31.51/0.5*0.058)
=108.66 ? et si je met au carrée sa donne 118060 J. Je garde lequel le carrée ou sans ?
je pense mettre trompé car la vitesse devrait etre plus grande, mais je ne vois pas où.

Lorsque je calcule v²=(Ec/0.5*m) je trouve 1225 m²/s² il s'agit de l'unité de la vitesse au carré.
Donc la v = 35 m/s.
La vitesse initiale est de 116 km/h soit environ 32 m/s.
La dernière réponse est exacte. L'énergie cinétique est moindre parce qu'une partie de cette énergie, à cause des frottements, s'est transformée en énergie thermique qui a occasionnée une légère élévation de température d la balle.

[Léa 1ére S-SVT]

Lorsque je calcule v²=(Ec/0.5*m) je trouve 1225 m²/s² il s'agit de l'unité de la vitesse au carré.
Donc la v = 35 m/s.
La vitesse initiale est de 116 km/h soit environ 32 m/s.
La dernière réponse est exacte. L'énergie cinétique est moindre parce qu'une partie de cette énergie, à cause des frottements, s'est transformée en énergie thermique qui a occasionnée une légère élévation de température d la balle.

Lorsque je calcule v²=(Ec/0.5*m) je trouve 0.91379, donc je n'arrive pas a voir un seul de vos résultats :/

[Invité]

Lorsque je calcule v²=(Ec/0.5*m) je trouve 1225 m²/s² il s'agit de l'unité de la vitesse au carré.
Donc la v = 35 m/s.
La vitesse initiale est de 116 km/h soit environ 32 m/s.
La dernière réponse est exacte. L'énergie cinétique est moindre parce qu'une partie de cette énergie, à cause des frottements, s'est transformée en énergie thermique qui a occasionnée une légère élévation de température d la balle.

Lorsque je calcule v²=(Ec/0.5*m) je trouve 0.91379, donc je n'arrive pas a voir un seul de vos résultats :/

[SoS(29)]

v²=(Ec/0.5*m) = 31,5/(0,5*0,058) = 1086 m²/s²
Avez-vous mis pour la multiplication placée au dénominateur des parenthèse ? (règle de priorité des opérations).
Vous remarquez que j'ai fait une erreur de saisi dans le post précédent : j'ai saisi pour Ec 35,5 J au lieu de 31,5 J.
Quoiqu'il en soit : v² = 1086 m²/s² donne v = 33 m/s.
Donc la balle devait toucher le sol (s'il n'y avait pas de frottement) à la vitesse de 33 m/s.

[Léa 1ére S-SVT]

Merci :)

[SoS(29)]

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