Energie cinétique

[invite2c80e02a]

Bonsoir, j'ai un exo en physique mais je n'arrive pas à le faire. Je ne sais pas si je vais dans le bon sens ou pas; Pouvez vous m'aider svp? Merci.

Tarzan s’élance du haut d’un rocher, accroché à une liane tendue. Au plus bas de sa descente, l’altitude de son centre d’inertie G est à 4,0 m au-dessous de sa position de départ.
On ne tient pas compte des frottements et on prend g=10 N.kg-1.
L’altitude z du centre d’inertie G est comptée à partir de la position de départ.
Pour étudier le mouvement de G, on peut modéliser Tarzan par un objet ponctuel placé en G.

http://www.servimg.com/image_preview...=99&u=11007536

a. établir l’inventaire des forces extérieures exercées sur Tarzan.
b. Exprimer le travail de chacune de ces forces pour un déplacement depuis la position de départ jusqu’à une position où G est à l’altitude z.
c. Tarzan quitte le rocher sans vitesse initiale. Calculer sa vitesse lorsqu’il passe par sa position la plus basse.
d. Dans les mêmes conditions, quelle altitude maximale peut-il atteindre ?
e. A quelle vitesse minimale devrait-il s’élancer pour atteindre le sommet d’un autre rocher situé à 1,5 m au-dessus de sa position de départ.

a.
http://www.servimg.com/image_preview...100&u=11007536

F+P+Rn+f=0 (en vecteur)
( F) + (0) + (0) + (-f) = (0)
(0 ) (-P) (Rn ) (0) (0)

F-f=0 (en norme)
-P+Rn=0 (en norme)
donc F=f

Merci.
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[invite71e3cdf2]

c'est quoi toutes ces forces ??
t'as seulement le poids et la tension de la liane.

[invite2c80e02a]

Pouvez vous m'aider svp? merci.

[invite2c80e02a]

Dans un autre site, j'ai eu des réponses mais je ne comprends pas. Je ne sais pas comment il faut faire la faire le schéma. Je ne sais pas qu'est ce que c'est la tension du fil. Pouvez vous m'aider svp.
Je vous envoie la réponse qui m'a été envoyé.

a. établir l’inventaire des forces extérieures exercées sur Tarzan.

Il n'a que son poids et la tension du fil, car on néglige les frottement.
(pouvez vous me faire une petite figure pour que je vois à quoi représente-t-elle?)
b. Exprimer le travail de chacune de ces forces pour un déplacement depuis la position de départ jusqu’à une position où G est à l’altitude z.

Le poids est une force conservative, donc tu peux simplement dire que son travail est l'opposé de la variation d'énergie potentielle au cours du mouvement (Wp = - (différence d'énergie potentielle) ). J'appelle D la hauteur de départ, et z celle d'arrivée.
On a donc Wp = - (mgz - mgD) = -mgZ + mgD

Le travail de la tension du fil, je sais plus

c. Tarzan quitte le rocher sans vitesse initiale. Calculer sa vitesse lorsqu’il passe par sa position la plus basse.

Il faut passer par le théorème de l'énergie mécanique (y'a pas plus simple): Em = Epotentielle + Ecinétique. Pourquoi je passe par ça ? Parce que dans la formule de l'énergie cinétique, j'ai l'expression de la vitesse (1/2 * mv²), et vu que je connais l'énergie potentielle en tout point, je vais pouvoir déduire la vitesse. En fait, dans notre cas, l'énergie mécanique est conservée.

On va donc calculer l'énergie mécanique à la position initiale:
Em(z=1.5) = Ep(z=1.5) + Ec (z=1.5).
Quand Tarzan est à z=0, il n'a aucune vitesse, donc aucune énergie cinétique, donc on a: Em(z=1.5) = Ep(z=1.5).
Or Ep = mgz = mg * 1.5, et là tu calcules.

d. Dans les mêmes conditions, quelle altitude maximale peut-il atteindre ?

S'il ne sait pas faire de la balançoire (jouer sur la composante des forces pour se donner un peu plus de vitesse - tu sais, avec les pieds, quand on est gamins), il ne pourra pas aller plus haut que 1.5m.

e. A quelle vitesse minimale devrait-il s’élancer pour atteindre le sommet d’un autre rocher situé à 1,5 m au-dessus de sa position de départ.

Tu refais le même calcul de l'énergie mécanique, mais en prenant les données de l'arrivée, c'est à dire une hauteur de 3m (1,5 +1,5), et une vitesse nulle (pour simplifier les choses). Tu as donc Em(arrivée) = Ep + Ec, Ec est nulle car la vitesse est nulle, et Em(arrivée) = Ep = mg * 3.
Ce sera la même qu'au moment où il se lance, donc:
Em(z=1,5) = Ep + Ec = mg *3. Tu connais l'énergie potentielle, tu en déduis donc l'énergie cinétique, et la vitesse


Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3e67d1f2]

pour faire simple:
il y a deux forces en jeu
1. le poids de Tarzan: force verticale orientée vers le bas et dont la valeur=M.g
2. La tension de la liane, cette force est celle qui "tend" la liane elle a la même direction que la liane
La résultante de ces deux forces fait accélerer Tarzan jusqu'au point bas et le freine ensuite dans sa remontée.
Pour les energies regardez la définition de l'énergie potentielle et celle de l'energie cinétique. La somme des deux est constatnte.
Si il n'y a pas de frottement Tarzan va jouer au "pendule" et il va remonter de l'autre coté exactement a la même hauteur que son point de départ (s'il part sans vitesse)
Pour remonter plus haut il faut qu'il prenne de la vitesse avant le départ ; il faut que l'énergie cinétique qu'il possède a ce moment du départ sooit égale a l'énergie potentielle acquise pour remonter de 1.5 m de plus.
A vous de jouer pour recoller tout ça et faire les calculs.

[invite3e67d1f2]

petite correction:

pour faire simple:
il y a deux forces en jeu
1. le poids de Tarzan: force verticale orientée vers le bas et dont la valeur=M.g
2. La tension de la liane, cette force est celle qui "tend" la liane elle a la même direction que la liane
La résultante de ces deux forces fait accélerer Tarzan jusqu'au point bas et le freine ensuite dans sa remontée.
Pour les energies regardez la définition de l'énergie potentielle et celle de l'energie cinétique. La somme des deux est constante.
La vitesse au point bas sera tirée de l'égalité energie potentielle perdue = energie cinétique acquise: h.M.g=1/2M.V2 (V2 c'est V au carré)
Si il n'y a pas de frottement Tarzan va jouer au "pendule" et il va remonter de l'autre coté exactement a la même hauteur que son point de départ (s'il part sans vitesse)
Pour remonter plus haut il faut qu'il prenne de la vitesse avant le départ ; il faut que l'énergie cinétique qu'il possède a ce moment du départ soit égale a l'énergie potentielle acquise pour remonter de 1.5 m de plus.
A vous de jouer pour recoller tout ça et faire les calculs.

[invite2c80e02a]

je ne comprends pas comment il faut que je fasse la figure.

[invite2c80e02a]

Il n'y a personne pour m'aider. J'ai besoin d'une aide. Je ne comprends pas du tout.

[invite71e3cdf2]

la tension de la liane est colinéaire à celle-ci, et le poids est toujours vertical.

[invite2c80e02a]

la tension de la liane est colinéaire à celle-ci, et le poids est toujours vertical.

comment ça? La tension de la liane est parallèle au poids?

¨Quelqu'un peut m'aider svp?

[invite020384d7]

La tension de la liane est colinéaire à celle ci signifie que la tension de la liane ( tu peux la noter vecteur T ) est parallele à la liane à chaque instant

Le poids en revanche est vertical a chaque instant

[invite2c80e02a]

Pouvez vous m'aider pour la suite de l'exo svp? Merci.

[invite2c80e02a]

J'ai plus de personne pour m'aider. Je ne comprends. Est- ce ma faute?