Accélération et énérgie

[invite5dea79bf]

Bonjour,

Je ne sais pas ce qui m'arrive en ce moment, je cogite sur des problèmes de physiques (manque de stimulation intellectuelle de la part de mes cours certainement !). Le soucis c'est que je galère un peu a trouver des réponses sur les questions d'énergies.

Prenons un problème simple : je prend une balle dans ma main, je la lance. L'instant t=0 est le moment on la balle quitte ma main. Le lancé est horizontal. On ne s'intéresse qu'au mouvement horizontal.

La balle a alors :

- une vitesse non nulle (celle de ma main), ce qui lui donne une énergie cinétique.
- Des forces de frottement
- Une accélération*

Cependant la balle va encore accélérée. Pourtant en raisonnant on trouve normalement "somme des forces ext = masse * accélération" , donc ma balle ralentie ?
Sauf qu'elle va encore accélérée !

D'où vient l'énergie qui va augmenter son Ec ?
Comment est-elle stockée ?

J'ai trouvé une notion "d'énergie d'accélération" en cherchant, mais systématiquement utilisée sur des particules subatomiques...

D'avance merci.
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[Deedee81]

Salut,

Si tu ne t'intéresses qu'à la composante horizontale, alors, non, tu te trompes : ta balle ne va pas accélérer, elle va freiner (à cause des frottements, en effet).

La vitesse totale augmente, mais simplement parce qu'elle est la somme de la vitesse horizontale (qui diminue lentement) et de la vitesse verticale (qui augmente vite).

Cette diminution de la vitesse horizontale, tu peux le mesurer expérimentalement. Mais ça risque de ne pas être facile. Peut-être avec une caméra rapide ? Ou alors avec des plan inclinés, comme l'on fait aussi Galilée et Newton, ce qui est plus facile à maîtriser que la chute libre.

Quand on parle d'énergie, c'est bien d'énergie cinétique dont on parle (liée à la vitesse). Energie d'accélération, expression plutôt impropre, serait plutôt employé pour dire "énergie cinétique communiquée à une particule par un accélérateur de particules".

[invite5dea79bf]

Donc ce que tu dis c'est qu'a t=0, ma balle a sa vitesse max ? Égale a la vitesse de mon bras.

Et beh... J'étais persuadé qu'elle gagnait encore un petit peu en vitesse avant de commencer à ralentir. Comme quoi il faut vraiment s'affranchir de ses croyances et préjugés pour ne faire que raisonner.

En tous cas merci !

C'est pour ça que j'aime FS, on peut poser une question alacon et avoir une réponse intelligente dans les 10 minutes !

[invited3a27037]

Après avoir quitté ta main, la balle subit la force de pesanteur mg et le frottement dans l'air

La force de pesanteur est verticale et est dirigée vers le bas
La force de frottement est proportionnelle au carré de la vitesse, et est opposée au vecteur vitesse

En horizontal, il n'y a que le frottement, donc Vx va décroitre vers 0

En vertical, il y a mg qui tend à faire croitre la vitesse Vy et le frottement qui tend à ralentir la vitesse. La balle commence par accélérer en vertical puis atteint une vitesse limite et y reste.

Pour l'énergie, il y a mg qui travaille et augmente donc l'énergie cinétique de la balle (et l'énergie potentielle diminue). Au contraire la force de frottement réduit l'énergie mécanique de la balle.

[A voir en vidéo sur Futura]