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Energie d'une balle de golf



  1. #1
    wole

    Energie d'une balle de golf

    Bonjour,
    voici mon sujet:

    Une balle de golf, de masse m=45g , est située sur le green à une distance AB=5m du trou. Le green monte régulièrement avec une inclinaison =5° par rapport à l'horizontale. Le golfeur frappe la balle en lui communiquant une vitesse V0=3m.s-1 .
    On suppose les frottements négligeables .
    g=9.81 m.s-1 et z0=0m (axe 0z: vertical, vers le haut)

    1.Quels sont les transfert d'énergie au cours du mouvement de la balle?
    2.a.Calculer l'énergie mécanique initiale de la balle .
    b. Quelle sera sa valeur en B? Justifier la réponse.
    3.a.La balle peut-elle atteindre le trou?
    b. Si oui, quelle sera alors sa vitesse? Si non, à quelle distance du trou s'arrêtera-t-elle?
    On suppose maintenant que les frottements ne sont pas négligeables et que le travail fourni par la force qui modélise l'action des frottements est égal au cinquième de celui du poids de la balle.
    4.Exprimer le travail de la force qui modélise l'action des frottements en fonction des données de l'énoncé.
    5.a.La balle peut-elle atteindre le trou ?
    b. Si oui, quelle sera alors sa vitesse? Si non , à quelle distance du trou s'arrêtera-t-elle ?


    pour la question 1), je ne vois pas ce qu'il faut répondre,
    2)a) Em=Ec=0.2025 J
    b) Je bloque, c'est possible de trouver quelque chose de négatif ou nul?
    et la je suis coincée pour la suite...

    s'il vous plait aidez moi!

    -----


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  3. #2
    LPFR

    Re : energie d'une balle de golf

    Bonjour.
    1 Quand la balle monte, car le terrain est en pente, sa vitesse diminue et donc, son énergie cinétique aussi. En quoi s'est transformée l'énergie cinétique perdue ?
    2 L'énergie cinétique ne peut pas être négative. Si vous obtenez ça, ça veut dire que ce n'est pas possible physiquement. Ceci correspondrait (peut-être: je n'ai pas vérifié vos calculs) à ce que la balle n'atteigne pas le point B.
    A+

  4. #3
    docjs

    Re : energie d'une balle de golf

    bonjour,
    au cours du mouvement tu as un transfert d'energie entre l'energie cinétique et l'energie potentiel comme tu n'as pas de frottement donc tu peux écrire . Donc à la seconde question tu as oublié l'energie potentiel de pesanteur.

  5. #4
    wole

    Re : energie d'une balle de golf

    l'energie cinetique perdue devient de la chaleur??

    2)a) Em=Ep+Ec=m.g.z+0.5.m.v0^2=45.1 0^-3x9.81x0+0.5x45.10^-3x3^2=0.5x45.10^-3x9=0.2025 J
    c'est pas ça?

  6. #5
    docjs

    Re : energie d'une balle de golf

    il n'y a pas de frottement donc pas de chaleur enfin dans ce cas ci. Il y a un transfert d'energie entre l'energie cinétique et l'energie potentiel. Il est logique de penser que plus tu montes plus la vitesse diminue (donc Ec diminue) mais plus l'energie potentiel augmente.
    Pour ton calcul il est juste , si tu prends l'origine des potentiels a l'altitude A.
    Donc pour la question b comme tu sais que Em est constant (puisque pas de travail des forces non conservatives) et que tu connais sa valeur tu peux en déduire la valeur de Ec au point B.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    wole

    Re : energie d'une balle de golf

    Ec(B)=0.2025??

    j'avais commencé ça:
    Em(A)=Em(B)
    Em(B)=0.2025
    Ep(B)+Ec(B)=0.2025
    et donc Ec(B)=0.2025

    dans la question faut comprendre comment sa valeur en B??? c'est la valeur de l'energie mecanique en B? c'est ça??

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  10. #7
    Simcity

    Re : energie d'une balle de golf

    Oui l'energie mecanique se conserve quand il n'y a pas de frottements donc ton raisonnement est juste, Em(initiale)=Em(au point B)

  11. #8
    docjs

    Re : energie d'une balle de golf

    il faut retrancher l'energie potentiel en B
    Em(B) =Em(A)
    Em(B)=Ec(B)+Ep(B)
    Ec(B)=Em(B)-Ep(B)=Em(A)-m.g.5sin

  12. #9
    Simcity

    Re : energie d'une balle de golf

    C'est ce que j'ai fait et sauf erreur de ma part on obtient v=1.2 m/s

  13. #10
    Simcity

    Re : energie d'une balle de golf

    Il faut placer l'origine de ton repere au point A, pour calculer l'energie potentielle de pesanteur de ta balle au point B tu dois connaitre l'altitude de ce dernier. Pour cela utilise la relation sin@=cote opposé/ hyptenuse. En considerant que l'hypotenuse c'est AB et que @ c'est l'angle d'inclinaison du green, tu peux facilement calculer Zb

  14. #11
    wole

    Re : energie d'une balle de golf

    merci beaucoup, j'ai compris
    mais après pour les forces? il y a des frottements donc on ne peut pas écrire m.g.5sin@, le 5 c'est la distance jusqu'au trou non? sauf qu'on sait pas si la balle a parcouru 5m ou pas? donc on met une inconnue c'est ça?

    pour la 4) c'est quo déjà la formule du travail?

  15. #12
    Simcity

    Re : Energie d'une balle de golf

    Le travail des forces de frottements est egale à W(F)= -f*AB avec f la valeur de des forces de frottements et AB=5

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  17. #13
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    ok et es-ce que -f=-0.2025?

  18. #14
    Simcity

    Re : Energie d'une balle de golf

    J'ai mal lu l'enoncé, il ne faut pas utiliser cette formule dans ce cas là. Il faut juste exprimer le travail de frottements en fonctions des donnees de l'enoncé W(F)=45*10^-3/5

  19. #15
    Simcity

    Re : Energie d'une balle de golf

    Le travail de la force de frottement doit etre negative donc n'oublie pas le moins, en effet c'est un travail resistant

  20. #16
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    j'ai trouvé Ec(B)=0.0101 et zB= 0.44 environ

    j'ai pas compris pourquoi W(F)=45*10^-3/5 ?

  21. #17
    Simcity

    Re : Energie d'une balle de golf

    L'enoncé dit que le travail de la force de frottement est egale au cinquieme du poids de ta balle

  22. #18
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    effectivement autant pour moi je n'avais pas vu, et encore merci pour votre aide =)

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  24. #19
    wizz

    Re : Energie d'une balle de golf

    laisse tomber ton exercice (puisque tu n'as pas l'air de comprendre le b-ba des principes de la physique
    on va faire 2 mini exo à titre pédagogique

    1:
    On est au point A
    Un objet de masse M possède une vitesse V
    On est sur le plat. Il n'y a pas de frottement

    Question 1-1: jusqu'à où ira l'objet
    (utiliser la loi de la conservation de l'énergie, en les écrivant tous)


    2:
    On est au point A
    Un objet possède une vitesse V
    Il n'y a pas de frottement
    L'objet va du point A au point B

    Question 2-1: quelle est la vitesse de l'objet au point B

    à partir du point B, il y a une pente, ça descend jusqu'au point C

    Question 2-2: est ce que l'objet conserve la même vitesse, accélère ou ralentit
    et euhhhh, pourquoi donc



    3:
    On est au point A
    Un objet possède une vitesse V
    Il n'y a pas de frottement
    L'objet va du point A au point B

    Question 3-1: quelle est la vitesse de l'objet au point B
    (écrire l'équation complète de la loi de la conservation de l'énergie)

    finalement, surprise, au point B, ça remonte (le coach virenque vous a menti)
    l'objet en question va donc monter la pente...jusqu'à là où il peut, au point C

    Question 3-2:
    écrire l'équation de la conservation de l'énergie au point C
    à partir de la loi de la conservation d'énergie, compare l'équation du point C avec celle du point B
    en déduire l'altitude du point C


    voilà le premier exo, sans frottement

  25. #20
    Simcity

    Re : Energie d'une balle de golf

    Il n'atteint pas le premier trou, mais le deuxieme oui

  26. #21
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    je sais, j'ai beaucoup de mal à comprendre alors encore merci
    Dernière modification par wole ; 21/04/2013 à 16h38.

  27. #22
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    1) Ep=m*g*z
    Ec=1/2*m*v^2
    Em=Ep+Ec
    comme on est a plat z=0 donc Em=Ec=1/2*m*v^2

    2) de A a B la vitesse est constante et de B à C la vitesse accelere
    Dernière modification par wole ; 21/04/2013 à 16h47.

  28. #23
    wizz

    Re : Energie d'une balle de golf

    1) Ep=m*g*z
    Ec=1/2*m*v^2
    Em=Ep+Ec
    comme on est a plat z=0 donc Em=Ec=1/2*m*v^2
    les maths, ce ne sont pas que des allignements de chiffres
    c'est aussi des lettres, des phrases, que l'on appelle une démonstration
    c'est pareil en physique
    Et le fait de parler à haute voix, ou d'écrire, ça permet de meiux comprendre, de mieux assimiler

    imagine que nous sommesdes crétins, ou des simples élèves e que tu es un prof
    essaie de nous l'expliquer afin qu'on puisse comprendre
    et c'est une chose que je t'invite à faire, entre vous lorsque vous allez chez l'un d'entre vous afin de bosser ensemble. Jouez au jeu prof-élève

    1:
    On est au point A
    Un objet de masse M possède une vitesse V
    On est sur le plat. Il n'y a pas de frottement

    Question 1-1: jusqu'à où ira l'objet
    (utiliser la loi de la conservation de l'énergie, en les écrivant tous)
    en "français"
    On est au point A
    Pout tout point X, l'énergie totale est la somme de l'énergie cinétique et l'énergie potentielle, soit Em(X) = Ec(X) + Ep(X)
    Donc au point A, l'énergie du point A est Em(A) = Ec(A) + Ep(A)
    avec Ec(X) = 1/2*M*V(X)²
    Ep(X) = M*g* [z(X) - z(0)] où z(0) est la référence

    La loi de la conservation de l'énergie dit que la somme des énergies d'un ensemble est constante, alors on peut dire que Em(A) = Em(X)
    c'est à dire
    Ec(X) + Ep(X) = Ec(A) + Ep(A)

    Comme l'objet est en mouvement sur du plat, alors z(A) = z(X)
    et donc l'énergie potentielle au point A est égale à celle du point X
    On déduit que Ec(A) = Ec(X), donc V(A) = V(X), c'est à dire que l'objet conserve la même vitesse, sur une surface plane sans frottement


    Voilà, essaie d'en faire de même pour le reste, tout en français
    et normalement, après, ça doit ancrer définitivement dans la tête, puisque tu auras fait, refais, écrit, lu, relu tout le processus de démonstration
    Dernière modification par wizz ; 21/04/2013 à 18h16.

  29. #24
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    Pout tout point X, l'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et l'énergie potentielle, soit Em(X) = Ec(X) + Ep(X)
    Donc au point A, l'énergie du point A est Em(A) = Ec(A) + Ep(A) et Em(B) = Ec(B) + Ep(B)
    avec Ec(X) = 1/2*M*V(X)² et Ep(X) = M*g* [z(X) - z(0)] où z(0) est la référence

    La loi de la conservation de l'énergie dit que la somme des énergies d'un ensemble est constante, alors on peut dire que Em(A) = Em(B)
    c'est à dire
    Ec(B) + Ep(B) = Ec(A) + Ep(A)

    Comme l'objet se déplace sur du plat, alors z(A) = z(B)
    et donc l'énergie potentielle au point A est égale à celle du point B
    On déduit que Ec(A) = Ec(B), donc V(A) = V(B), c'est à dire que l'objet conserve la même vitesse, sur une surface plane sans frottement

    Par la suite l'objet se déplace de B vers C sur une pente, les énergies mécanique sont: Em(B) = Ec(B) + Ep(B) et Em(C) = Ec(B) + Ep(B)

    La loi de la conservation de l'énergie dit que la somme des énergies d'un ensemble est constante, alors on peut dire que Em(B) = Em(C)
    c'est à dire
    Ec(B) + Ep(B) = Ec(C) + Ep(C)
    on considère que le point C est a une altitude de 0, donc Ep(C) = m*g*z = m*g*0 = 0
    donc on a Ec(C) = Ec(B) + Ep(B)
    par conséquent Ec(C) > Ec(B) => V(C) > V(B)
    on en conclut que l'objet accélère entre B et C




    l'énergie cinétique, l'énergie potentielle, et l'énergie mécanique ça représente quoi en vrai??

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  31. #25
    wole

    Re : Energie d'une balle de golf

    Citation Envoyé par Simcity Voir le message
    Il n'atteint pas le premier trou, mais le deuxieme oui
    Je trouve l'inverse moi, pour la premiere fois la distance est de 5.26m (si je me suis pas trompée) donc oui elle peut atteindre le trou puis pour le deuxieme je trouve 4.39m donc la elle ne peut pas

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