demande d'aide en physique

[inviteb4472407]

Voilà, j'ai un petit problème avec ce problème... C'est pour moi, relativement difficile.
Je vous pose le problème et si quelqu'un peut m'éclairer...

Bref, problème 1:

Un tireur à l'arc débutant ne connaissant pas les lois de cinématique essaye d'atteindre le centre d'une cible en tirant en ligne droite. A cause de l'attraction de la pesanteur, la flèche passe à une distance x sous la cible.

a) pour une vitesse initiale de 25m/s, à quelle distance x de la cible et avec quel angle la flèche passe-t-elle?
b)Avec quel angle et quelle vitesse v la flèche doit-elle partir pour atteindre le centre de la cible avec une vitesse nulle?

Indication: La cible est à une hauteur de 12m.
le tireur est placé à 30m de la paroie sur laquelle est accrochée la cible.

Voilà... Bonne chance!

Que cela soit claire, je ne cherche pas à ce qu'on résolve le problème à ma place mais plutôt qu'on m'explique les lignes principales. J'ai déjà trouver que le tireur tirait avec un angle de 21,8°. La vitesse horizontale est constante donc 25m/s. vitesse verticale une accélération négative qui vaut -g (la flèche part vers le haut mais est attirée par la gravitation donc -9,81)
J'ai trouvé aussi que la flèche mettait 1.2 seconde pour parcourir les 30m. Le problème c'est trouver la vitesse verticale.
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[invite88096103]

Je pense que ta vitesse verticale vaut simplement g*t.

Qu'est-ce que l'accélération? g vaut 9,81 m/s², cela veut dire que toutes les secondes, ta vitesse (m/s) augmente de 9,81.

Ta flèche ne possède pas de vitesse verticale au temps t=0s. Au temps t=1s elle vaudra? 9,81 m/s.
Voilà j'espère que ça t'aidera

[inviteb4472407]

j'y avait pas penser. mais l'accélération n'est-elle pas négative étant donné qu'on tire en direction du haut? la flèche est atirée vers le bas donc ça vaut pas-9.81?

[invite88096103]

ça dépend évidemment de la façon dont tu positionnes ton repère. Peut importe que ta coordonnée verticale soit positive vers le haut ou positive vers le bas. L'important est que tu restes cohérent dans ton calcul, et que ton sens de référence soit bien respecté pour chaque vitesse!

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb4472407]

avec un peu d'aide extérieurs, j'ai trouvé les composantes de la vitesse verticale et horizontale. Vitesse initiale horizontale vaut 23.21 et la vitesse verticale vaut 9.28! A partir de là, même avec mon gros bouquin et mon cours sous la main, je n'arrive plus à avancer. j'ai corrigé une erruer: le temps de parcour de la flèche est de 1.29s. mais la vitesse verticale m'embête vraiment... s'il vous plaît aidez-moi! je demande de l'aide!!!

[GillesH38a]

J'ai pas compris, tu donnes la valeur de la vitesse verticale et après tu la demandes!
Si tu as trouvé l'angle, tu as aussi trouvé la vitesse verticale puisque vz/vx= tan(theta).

Mais tu dois avoir effectivement une erreur de calcul parce que on doit avoir à la fin vz=0=vz0-gt, soit vz0=gt, ca n'a pas l'air de coller....

Ce que je ferai a ta place : prend l'angle theta et v comme inconnue. Vz0 = v0 sin(theta); vx0 = v0 cos(theta). Il faut ensuite que tu exprimes que pendant le temps t du parcours, la flèche parcourt la distance d en horizontal,qu'elle arrive a 12 m de haut en vertical, et que la vitesse verticale s'annule au bout du meme temps t. Avec trois equations et trois inconnues (v,theta et t) tu devrais y arriver (commence par éliminer t des équations).

[Skippy le Grand Gourou]

La relation fondamentale de la dynamique donne :

Ici, la seule force qui s'applique est celle exercée par l'attraction de la Terre sur la flèche, c'est-à-dire :

où on prend le repère , avec l'axe des x dans la direction tireur-cible et l'axe des z orthogonal au sol. Si tu décompose la relation précédente sur les axes du repère, tu as :

Comme l'accélération est la dérivée de la vitesse, la vtesse est l'intégrale de l'accélération :
pour chaque composante i. Tu as donc finalement :

Attention, dans mes notations, l'axe z est dirigé vers le bas (tu peux aussi prendre et négatifs).

[inviteb4472407]

Pour Skippy: Merci pour tes formules mais elles sont un peu compliquées pour moi...

j'ai dû mal m'exprimer. Ce que j'ai trouvé, c'est la vitesse initiale V0y et la vitesse V0x. L'angle j'ai fait la tangente des deux côtés connus qui m'a donné 21.8° (c'est d'ailleur à partir de cet angle que j'ai trouvé V0x et V0y). Après, c'est le flou. Genre l'attraction terrestre doit être positive? négative? j'ai fait un calcul à la c.... qui m'a donné un résultat de 6.33 m. Mais c'est pasp ossible je pense!

[GillesH38a]

euh comment as tu trouvé l'angle ?
et j'ai toujours pas compris ce qu'il te manquait, c'est quoi ce 6,33 m ( ou m/s ?)

Gilles

[invite88096103]

à quelle hauteur est le tireur?

[Skippy le Grand Gourou]

Pour Skippy: Merci pour tes formules mais elles sont un peu compliquées pour moi...

T'es en quelle classe, sans indiscrétion ?

[inviteb4472407]

skippy: Je suis en première année de l'université (si tu es en France cela correspond à la fac). j'ai pas fait de physique ni de chimie depuis deux ans et je sors de classique. ça explique mes difficultés en physique!

le tireur est au niveau du sol... on prend 0m.
L'angle je l'ai trouvé en faisant tan(alpha)=opposé/adjacent. Ce qui me donne tan(alpha)=12m(hauteur de la cible)/30m(distance séparant le tireur de la cible) Il faut fair tan-1 ce qui me donne un angle de 21.8°. (dans l'énoncé on dit qu'il tire de ligne droite).

6.33m= la hauteur à laquel la flèche se plante dans la paroie. mais ça me semble faux!

J'ai la vitesse V0x=23.21m/s et V0y=9.28m/s. j'ai l'accélération vertical qui est l'attraction terrestre soit -9,81m/s2.
j'ai le temps de la flèche pour parcourir 30 qui vaut 1.29sec (n'est-ce pas d'ailleur un peu peu?).
J'avais eu l'idée de calculé à quelle distance la flèche à une vitesse nulle et déplacer le référentiel en mettant l'origine à ce moment et finalement, je calcule de combien de mètre la flèche retombe pendant la distance qu'il reste... Un peu cheni non? Mais je cherche, je cherche!!

[GillesH38a]

oups je croyais que tu en etais a la deuxieme question!

la vitesse verticale est juste vz = vz0-gt à la fin du parcours.

Pour la deuxieme question regarde mon post précédent.

Cordialement
Gilles

[inviteb4472407]

en fait, j'ai bien réfléchis et j'ai peut être une idée... dites moi si cela peut marcher:
J'ai la composante de la vitesse horizontale et verticale. A partir de là, je trouve le temps que met la flèche pour parcourir les 30m.
On sait que la vitesse horizontale est une constante, la verticale un accélération. Pour trouver le déplcament de la flèche, ne pourrait-on pas utiliser la formule X(t)=X0+V0t+1/2at2 qui donne le déplacement par rapport à l'accélération?

[invite88096103]

si exactement.

n'oublie pas que si ton tireur tire avec une vitesse de 25 m/s et avec un angle de 45°, la vitesse verticale vaut

(sin45° x 25 m/s) - gt

et la vitesse horizontale vaut

cos45° x 25 m/s.

Ta trajectoire quant à elle vaut la formule que tu as citée plus haut...

Bonne chance