Devoir de physique

[Sandrine TerminaleS]

Bonjour à tous,

J'ai un devoir de physique à rendre et j'ai vraiment du mal à comprendre quelque chose..

Voilà le sujet :

Un athlète lance le poids (de centre d’inertie G) avec un vecteur vitesse initial dans le plan (Oxz)
(cf schéma). On néglige les frottements de l’air et la poussée d’Archimède.
A t = 0, G est en A de coordonnées (a ; 0 ; b)

1- Citer le référentiel d’étude. Peut-on le considérer comme galiléen ?
2- Énoncer la seconde loi de Newton et l’appliquer au centre d’inertie G du poids.
3- En déduire les coordonnées du vecteur accélération du point G : aG
4- Donner les coordonnées du vecteur vitesse initial : v0
5- Déterminer alors les coordonnées du vecteur vitesse de ce point G : vG
6- Déterminer ensuite les coordonnées du vecteur position : OG
7- Compte tenu de la question précédente, montrer que le mouvement est plan.
8- Donner l’équation cartésienne z = f(x) du point G.
9- Soit F, le point d’altitude maximale (par rapport au sol) atteinte par le point G au cours de son
mouvement. On prendra g = 9,81 m.s-2 ; a = 0,600 m ; b = 2,10 m , v0 = 13,0 m.s-1 et α = 30,0°.
a- Exprimer puis calculer la coordonnée xF du point F.
b- Exprimer puis calculer ensuite cette altitude maximale H ( = zF ).
c- Quel est l’instant tF correspondant ? Le calculer.
d- Exprimer puis calculer les coordonnées du vecteur vitesse à cet instant tF.
10-Exprimer puis calculer la distance d à laquelle retombe le poids en fonction de v0 ; α ; g ; a et b.
11- Dans ces mêmes conditions, quel est l’angle optimal αop permettant d’atteindre une distance
maximale dmax ?

Pour le moment je ne suis parvenue à répondre qu'à la question 1, je bloque à partir de la deuxième partie de la question 2.. Je ne demande pas de réponses mais si quelqu'un pouvait m'expliquer pour que je comprenne et puisse essayer toute seule ça m'aiderait vraiment.

Merci par avance de votre aide !

[SoS(10)]

Bonjour Sandrine,

commençons par la question2:

la 2ème loi de Newton relie les forces appliquées à un système (ici l'objet poids) et le vecteur accélération de ce système

pouvez-vous me donner cette relation?

Ensuite, l'énoncé précise que les forces de frottement ainsi que la poussée d'Archimède sont négligeables, on peut en déduire que l'objet poids n'est soumis qu'à son poids (force ici), pouvez-vous me donner l'expression du poids qui s'exerce que un objet de masse m?

[Sandrine TerminaleS]

Bonjour (et désolée du retard)

Selon mon cours, la seconde loi de Newton est : ''Dans un référentiel galiléen, si un système (assimilé à un point matériel) est soumis à une ou plusieurs forces extérieures, alors : Σ \(\overrightarrow{F}\) ext = d\(\overrightarrow{p}\) / dt
Ensuite je ne comprends pas trop votre deuxième question, si l'objet n'est soumis qu'à sa propre force, je pense que l'expression de son poids est P = m x g (m étant la masse du projectile en kg (mais elle n'est pas donnée ici) et g est l'intensité de la pesanteur qui est égale à 9,81 m.s-² ). Ai-je raison?

[Sandrine TerminaleS]

Bonjour, (et désolée du retard)

Selon mon cours, la seconde loi de Newton est : ''Dans un référentiel galiléen, si un système (assimilé à un point matériel) est soumis à une ou plusieurs forces extérieures, alors : Σ \(\overrightarrow{F}\) ext = d\(\overrightarrow{p}\) / dt
Mais je ne comprends pas trop votre deuxième question, si l'objet n'est soumis qu'à sa propre force, je pense que l'expression de son poids est P = m x g ; m représente la masse du projectile en kg (mais elle n'est pas donnée ici) et g est l'intensité de la pesanteur qui est égale à 9,81 m.s-². Ai-je raison?

[SoS(10)]

Bonjour Sandrine,

votre relation concernant la 2de loi de Newton est juste mais elle peut aussi s'écrire "somme vectorielle des forces= masse du système * vecteur accélération"

Sachant que la seule force s'exerçant sur l'objet poids est vecteur P = masse* vecteur g, en effet, vous obtenez:

masse* vecteur g= masse * vecteur accélération

Vous voyez que dans ce cas, la masse va être retirer à gauche et à droite donc vous n'avez pas besoin de sa
valeur.

Vous allez donc pouvoir écrire les coordonnées du vecteur accélération qui sont égales aux coordonnées du vecteur g
( attention au sens du vecteur g par rapport à l'axe verticale Oz)

J'attends votre réponse

[Sandrine TerminaleS]

Pour résumer, pour la question 2, il suffit d’énoncer la deuxième loi de Newton et d'écrire : "vecteur P" = "vecteur g" * "vecteur accélération" ?

Par conséquent, les coordonnées du vecteur accélération sont : x=0; y=0; z=0 ?

[SoS(39)]

Non relisez le message de mon collègue.

On obtient: m.a= m.g soit a =g.

Les coordonnées du vecteur accélération ne sont pas nulles.

Cordialement,

[Sandrine TerminaleS]

Donc, si je comprends bien, nous aurons : ax = gx; ay = 0; az = gz ?
Et nous n'aurons plus qu'a calculer la primitive du vecteur accélération pour trouver le vecteur vitesse ?

[SoS(31)]

Bonjour Sandrine,

D'après votre réponse précédente, quelles sont les coordonnées de ax et az, d'après les données de votre énoncé ?

[Sandrine TerminaleS]

Bonjour,

Finalement je pense avoir réussi les questions 3 à 7, mais maintenant je n'arrive pas à faire la question 8

[SoS(38)]

Bonsoir,

z=f(x) correspond à la trajectoire de l'objet dans le plan (O,x,z). Il faut remplacer dans l'expression de z les temps t en fonction de x.