Bon alors c'est plus pour être sur de mes raisonnements vu que la physique est moi ça fait 2 et que j'aimerai bien progresser, que je poste ce sujet. Je met les premières questions auxquelles j'ai répondu pour que vous me disiez si c'est dans ces questions là que j'ai faux et que c'est pour ça que je bloque à la 4/.
Le but de l'exercice est de déterminer la vitesse d'un projectile à la sortie d'une arme. Je met la consigne détaillée en bas si jamais par rapport à mes questions vous avez besoin de plus de renseignement.
1/ La première question est de déterminer l'expression littérale de l'énergie Emi du système {balle-pendule-Terre} avant le choc. Le niveau de référence pour ce calcul des énergies potentielles de pesanteur est le plan horizontal contenant la trajectoire de balle.
J'ai pensé à la formule :
Emi = Ep + Ec
Sachant que
Ec = 1/2 mv²
Ep = mgz
Donc
Emi = 1/2 mv² + mgz
2/ Donc après on me demande de donner en fonction de "alpha" l'expression littérale de l'énergie mécanique Emf du même système après le choc à la date tf (à cet instant le pendule atteint son élongation maximale)
Donc en partant de ma formule précédente :
j'obtiens :
Emf = 1/2 mv² + mgzi
Sachant que la hauteur est OG=3m
Avec "alpha"
Ca donne :
Emf = 1/2 mv² + mg x (3 x sin alpha)
(Par contre je suis pas sur du tout pour le sinus, je sais jamais si c'est sinus ou cosinus, Il n'y a pas un moyen simple pour savoir ?)
Donc jusque là à par pour le sinus, je pense que je suis sur la bonne voie.
3/ Lors du choc, la quantité de chaleur Q transféré à la balle résulte de la diminution de l'énergie mécanique du système. énoncer une relation simple liant Emi et Emf.
Emf = 1/2 mv² + mg (3 x sin alpha)
Donc déjà je sais que c'est au niveau des z qu'il faut opérer. Et s'ils disent liant j'aurais tendance à les additionner, je sais pas si le terme "lier" à vraiment ce sens en physique, enfin voilà mon raisonnement:
Emi + Emf = (1/2 mv² + mgz) + (1/2 mv² + mg (3 x sin alpha) )
z = 0 comme le choc n'a pas encore eu lieu, donc
Emi + Emf = mv² + mg (3 sin alpha)
4/ Le pendule a dévié d'un angle maximal alpha= 37°. En déduire la vitesse initiale de la balle à la sortie de l'arme (en m.s-1 en km.h-1)
Donc je reprend ma formule 3/
Emi + Emf = mv² + mg (3 sin alpha))
Emi = mv² + mg (3sin alpha) - Emf
1/2 mv²= mv² +mg (3 sin alpha) - 1/2 mv² - mg (3 sin alpha)
1/2 mv² = 1/2 mv²
Donc là ça ne me sert à rien du tout. Donc je sais pas où est mon erreur si c'est dans la formule en 3/ et dans mon exploitation en 4/
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Enoncé global :
On détermine la vitesse vi d'un projectile à la sortie d'une arme grâce à la méthode suivante:
On tire de très près une balle P de masse m = 20 g qui vient s'encastrer selon une trajectoire horizontale dans un pendule initialement au repos.
On donne OG = L = 3m (G est le centre d'inertie du pendule) .
Ce pendule, de masse M = 200kg, est constitué de sable qui arrête la balle. Sous l'impact, le pendule va s'écarter de sa position initiale d'un angle alpha (au cours du mouvement les frottements avec l'air sont négligeable).
On considère qui lors du choc entre la balle animée de la vitesse vi et le sable, 70% de l'énergie cinétique de la balle est transformée en chaleur. De plus, on admet que toute la chaleur produite est absorbée par la balle.
Schéma :
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