Ressort: energie cinetique, potentiel et frottement dans un plan incliné

[invite3fa69222]

Bonjour à tous,

voila, chaque année dans mon école s'organise un projet de groupe sur un thème différent à chaque année.

cette fois, nous avons un projet sur la catapulte et nous nous sommes répartis la tâche. La mienne consiste a étudier le ressort sous son aspect physique.

Nous avons choisi une catapulte style baliste (avec une balle au lieu d'une flèche), et comme ressort, un elastique.
Je dois également pouvoir déterminer la vitesse de la balle a la sortie de la baliste avec la raideur (k), la masse (m), et l'allongement de l'élastique (x) connu.

J'ai pensé a la formule:

1/2 kx² = 1/2 mv² et ainsi déterminer la vitesse de la balle à la sorti de la baliste... cependant, il me semble que cette formule ne fonctionne que si on ne prend pas en compte les frottements et aussi si on travail sur plan horizontale (hors ici, la baliste sera incliné pour donné une trajectoire parabolique a la balle.)

Mais je n'arrive pas à saisir comment tourner cette formule en y incluant les frottements ainsi que la plan incliné

d'où ma venue ici pour demander un peu d'aide sur mon problème

Merci
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[Jeanpaul]

Ce que tu as écrit c'est le bilan énergétique de l'opération.
Si tu le souhaites, tu peux ajouter le travail des forces de frottement soit f.l où l est la distance parcourue et f la force de frottement, et aussi la pesanteur en ajoutant m g h où h est la hauteur dont la balle est montée.
Donc 1/2 k x² = 1/2 m v² + f l + m g h
Ce n'est qu'une approximation grossière bien entendu.

[invite3fa69222]

Merci de ta reponse Jeanpaul.

Qu'entends-tu par "approximation grossière" ?
Y a-t-il un moyen encore plus précis de calculer ces frottements et l'influence du plan incliné?

[Jeanpaul]

Le problème sera d'estimer la force de frottement, selon que la bille roule ou pas, que le poussoir l'appuie sur le plan ou pas, que la piste est grasse ou pas, etc... L'approximation c'est de dire f=Cte et surtout d'estimer f.
Une autre approximation est de négliger la masse du ressort qui consomme aussi de l'énergie cinétique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3fa69222]

ok merci,

pour ce qui est des frottements, quelqu'un d'autre s'en occupe, donc je n'aurai qu'à inséré son travail dans le mien.

Quand tu dis "mgh" m= masse, g= 9,81m/s² et h=? la hauteur entre sa position y initial et sa position y au moment où il sort de la baliste? (si on pose un repère avec y=ordonné)