Vitesse et poids dans le vide

[Chmiman]

Bonjour, j'ai un exo où un motard est considéré à vitesse constante sur un tremplin , et que quand il quitte ce tremplin , les forces autres que le poids sont négligées , et la question c'est est ce que en l'air ( façon de parler puisque on considère une absence d'air ) le motard perd de la vitesse sous l'effet de son poids ? Car je dois dire si en l'air l'énergie mécanique est constante , sachant que l'énergie potentielle de pesanteur est constante, reste à savoir si son énergie cinétique l'est !

Merci de votre aide ! Je sais que je n'ai pas l'habitude de ce genre de questions scolaires , mais vous me connaissez assez pour savoir que bien évidemment je vous demande pas de me faire l'exercice .
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[coussin]

[...] sachant que l'énergie potentielle de pesanteur est constante [...]

Ah bon ? Il ne tombe pas votre motard, il reste à la même altitude ?

[Deedee81]

Salut,

Holàlà, non.

Regarde ici :
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...e_de_pesanteur

Ah bon ? Il ne tombe pas votre motard, il reste à la même altitude ?

[Chmiman]

Non, dans l'exercice sa trajectoire est linéaire

[A voir en vidéo sur Futura]

[Chmiman]

C'est la dernière question , mais le fait qu'il garde la meme Hauteur c'est l'énoncé , mais ma question porte sur son énergie cinétique , il est censé garder la meme puisque pas de frottements mais il est soumis à son poids , et cela fait il varier sa vitesse quand il est en l'air ?

[coussin]

Non, dans l'exercice sa trajectoire est linéaire

D'accord (donc il est un peu magicien en plus d'être motard)...
Et cette trajectoire linéaire est horizontale ?

[Chmiman]

Oui, elle l'est , vous avez accès au #5 , j'ai mis l'énoncé et la photo

[invitef29758b5]

C'est la dernière question , mais le fait qu'il garde la meme Hauteur c'est l'énoncé

Il n' est pas dit qu' il garde la même hauteur entre B et C
En fait on ne se préoccupe pas de ce qui se passe entre B et C

[Chmiman]

Pouvez vous m'expliquer ce qu'il se passe entre b et c ?

[invitef29758b5]

Je ne peux pas te dire , mais je peux t' aider à trouver toi même .
L' accélération est horizontale ou verticale ?
Elle agit sur la composante vitesse horizontale ou sur la composante vitesse verticale ?

[phys4]

Quand il est en l'air, il parcourt un arc de parabole.

[Chmiman]

Je l'interprète comme ceci : On a un motard avec une vitesse de 160kmh, et son accélération est " en pente " je sais que ça veut rien dire mais le vecteur force qui pousse le motard est dans le sens de la pente , ni vertical ni horizontal . Apres intuitivement on se dit qu'il va faire une parabole ( on ne sait pas pourquoi d'ailleurs à mon niveau de connaissances ). Donc j'aurais dis que son énergie mécanique variait puisque son Epp et son Ec varie , bien que ma question de départ était : Est ce que dans le vide un motard soumis à son poids et animé d'une vitesse v garde cette meme vitesse ?

[Chmiman]

Ah ! Je viens de réfléchir plus longuement et j'ai en partie la reponse , merci dynamix pour le " on ne se preocccupe pas de ce qu'il y a entre les deux " car j'avais mal interpréter l'énoncé de la question . Je peux dire que les points B et C sont à la meme altitude , donc le motard a la meme Epp en B Que en C . Ensuite , je n'ai absolument aucune idée de l'énergie cinetique du motard en C , je peux supposer qu'en prenant de l'altitude il a perdu de la vitesse et en retombant il en a gagné , mais je ne démontre rien je suppose .

[albanxiii]

Oui, elle l'est , vous avez accès au #5 , j'ai mis l'énoncé et la photo

Non, elle ne n'est pas, vous n'avez pas lu l'énoncé et/ou vous l'avez interprété de travers.

Et puis, utilisez un peu votre sens physique, par pitié ! Un motard qui se lance dans le vide va voir la composante verticale de sa vitesse augmenter à partir d'un certain moment.

[invitef29758b5]

Je peux dire que les points B et C sont à la meme altitude , donc le motard a la meme Epp en B Que en C

C' est bon .
Reste à savoir ce qui pourrait manger l' énergie cinétique en l' absence de frottement .

Les forces conservatives , ça te dit quelque chose ?

[Chmiman]

Non cela ne me dit rien , mais je me demande à juste titre si le poids du motard + moto n'influencerait pas sur sa vitesse en l'air , c'est de l'intuition . Mon sens physique me dit que la vitesse tend à le faire monter en l'air , son poids vers le sol .

[invitef29758b5]

Quand il monte sa vitesse verticale diminue .
Quand il descend , sa vitesse verticale augmente .
Son énergie totale ne varie pas .

[Chmiman]

Qu'est ce que la vitesse verticale, je ne comprends pas pourquoi rajouter verticale alors que le motard est oblique . PS: sur internet le mot vitesse verticale est très peu expliqué , donc je ne peut savoir !

[antek]

Qu'est ce que la vitesse verticale, je ne comprends pas pourquoi rajouter verticale alors que le motard est oblique .

Encore une histoire de vecteurs !
Le vecteur vitesse peut être décomposé en 2 vecteurs, un vertical et un horizontal.
Comme le vecteur force . . .

[Chmiman]

Ah, ça va tout de suite mieux ! Merci !

Je comprends maintenant qu'on puisse décomposer une force mais alors une vitesse ! Ma question va peut être etre embêtante mais vous l'attendez , pourquoi une vitessepeut être décomposée ? C'est pas pareil que les forces , c'est plus abstrait pour la vitesse , avez vous une explication ?

[inviteb8092abb]

Bonsoir,

C'est un vecteur au même titre qu'une force.

[mach3]

Je vous ai pourtant déjà expliqué, dans les fils précédent, que la vitesse était un vecteur, parce qu'elle dérive du vecteur position, que l'accélération est également un vecteur, car elle dérive de la vitesse et que, donc, la force est un vecteur car produit de l'accélération par la masse (vecteur x scalaire = vecteur).

Je vous propose de retourner lire nos anciens échanges, ils ne sont visiblement pas assimilés.

m@ch3

[Chmiman]

Puis je interpréter une dérivation comme une certaine force de translation qui justifie l'usage d'un vecteur ? J'arrive presque à saisir ce que vous tentez de m'expliquer mais cette histoire de dérivation je comprends mal en quoi elle justifie l'usage d'un vecteur

[mach3]

Bon, je vais reprendre depuis la base.

La position des points matériels peut être modélisée par des bipoints, donc des vecteurs qui vont d'une origine O arbitraire aux points qu'occupent les points matériels. Si on complète cela avec un produit scalaire, on obtient l'espace euclidien, qui modélise très bien notre espace physique : on peut definir des longueurs, des angles, bref toute la géométrie euclidienne que vous connaissez déjà un peu.

Seulement cela n'est pas suffisant, l'univers n'est pas statique, les points matériels peuvent bouger au cours du temps.
Un point matériel peut occuper le point M à un temps t, puis un point M' à temps t'. Il a subi une translation de vecteur , qui n'est autre que la différence entre le vecteur position final et le vecteur position initial du point matériel.
Ce vecteur caractérise la direction, le sens et la longueur du déplacement du point matériel entre le temps t et le temps t'. Si on le divise par la durée entre t et t', on obtient un vecteur vitesse "moyenne". Il indique la direction, le sens et la valeur de la vitesse du point si on considère qu'entre t et t', le point se déplace en ligne droite.
Bien sûr, rien n'oblige à un déplacement en ligne droite, pour cette raison, on est amené à considérer des intervalles de temps très courts pendant lesquels le déplacement est une ligne droite, c'est la derivation : on divise la différence de vecteur position entre deux temps infiniment proches et on divise par une durée infiniment courte. On obtient le vecteur vitesse instantané, c'est la translation du point pendant une durée très courte, divisée par cette durée très courte. Il est tangent à la trajectoire du point matériel.

m@ch3

[Chmiman]

Explication très claire , limpide et je vous remercie car j'ai mieux compris !

J'ai cependant 3 autres questions dont deux sont plutot des affirmations dont je ne sais pas la véracité .

Je comprends bien ducou pourquoi on représente la vitesse par un vecteur , il y a cette notion de déplacement que le vecteur englobe bien , je peux donc le dire que le vecteur représente la translation ?

Si c'est cela , tout ça est très clair , mais viens le problème de la force , et je sais qu'on en a deja parlé mais une force n'est pas une translation , ni un déplacement quelquonque , je définirai une force comme une action mécanique avec une intensité ! L'explication que vous venez de faire je l'ai comprise, mais je ne comprends pas pour les forces , ducou ! Tout s'inverse , je trouve cela logique de prendre un vecteur pour une vitesse , car déplacement ou translation , mais les forces ?

[mach3]

Alors attention, ce n'est pas exactement une translation mais une translation divisée par une durée.

Admettons qu'on ait un point matériel en mouvement rectiligne uniforme horizontale vers la droite, avec un vecteur vitesse, horizontal et vers la droite donc, de norme 10m/s. Alors la translation que subi le point en 2 seconde est de 10x2=20m vers la droite. La translation est le produit du vecteur vitesse par une durée.

Si on ignore le sens physique et qu'on se limite aux maths, il s'agit bien d'une translation : une translation divisée par un nombre est une translation. Mais en physique, une durée n'est exactement un nombre, elle a une unité, une dimension, ce qui fait, sans entrer dans le détail, qu'une translation de l'espace et un vecteur vitesse ne font pas partie du même espace vectoriel. On ne peut pas ajouter la translation à un vecteur vitesse (enfin, si, on peut définir une telle addition bizarre, mais le résultat n'est ni une translation ni un vecteur vitesse... et ne présente que peu d'intérêt).

Poursuivons. Le vecteur vitesse d'un point matériel change généralement au cours du temps. On peut utiliser une fois de plus l'outil de dérivation : on prend le vecteur vitesse d'un point matériel à un temps t, on le prend de nouveau à un temps t' très proche, on fait la différence (ce qui donne un nouveau vecteur vitesse, qui est simplement la vitesse acquise entre t et t') puis on divise par la durée entre t et t'. C'est le vecteur accélération. On peut continuer comme ça et dériver le vecteur accélération pour obtenir le "jerk", etc, mais c'est anecdotique et peu usité.

Le triptyque vecteur position/vecteur vitesse/vecteur accélération et leurs liens via la dérivation sont la base de la cinématique, la description du mouvement sans se préoccuper des causes.

Pour faire de la physique, il faut ajouter la dynamique. On définit alors la quantité de mouvement, et sa dérivée, la force. Et des lois sur ces dernières. Suite demain, ou dimanche... Bonne nuit.

m@ch3

[Chmiman]

J'y vois de plus en plus clair . Je vais essayer de poursuivre votre raisonnement car j'ai conscience que ce que vous faites vous prends du temps alors autant que je cherche aussi pour voir si j'ai bien compris !

Je sais par définition que F = ma , et je vais m'en servir pour démontrer qu'une force est bien un vecteur . J'ai une accélération , un vecteur donc , par une masse , un scalaire , donc résultat vectoriel ? Je peux donc dire que la force c'est l'accélération d'une certaine masse ? Je me réduis à cela car apres il faudrait parler des déformations qui sont peut être plus compliquées.

Meme si vous dites que vecteur vitesse et translation de l'espace ne sont pas du meme espace vectoriel , cela a t'il un impact sur l'espace vectoriel des forces ?

Car maintenant que j'ai F = ma , je crois qu’on est proche du but !

[azizovsky]

Ah, ça va tout de suite mieux ! Merci !

Je comprends maintenant qu'on puisse décomposer une force mais alors une vitesse ! Ma question va peut être etre embêtante mais vous l'attendez , pourquoi une vitessepeut être décomposée ? C'est pas pareil que les forces , c'est plus abstrait pour la vitesse , avez vous une explication ?

c'est parce que la notion du mouvement est relative:
si tu lâche une bille dans la voiture, elle tombe entre tes pieds :
- mouvement rectiligne accélérée (par rapport à toi).(h=1/2.g.t*2)
-un observateur sur le sol qui tombe en même temps que la bille, il voit la bille s'éloigné de lui en un mouvement rectiligne uniforme.(x=vt+v(0)(annulation de la force de gravitation, ce qui conduit au principe d'équivalence.....)
-un observateur immobile par rapport au sol, voit une chute parabolique: composition de deux mouvements, la tienne et de l'observateur en chute libre.(d=h+x)

[Chmiman]

Merci , si quelqu'un peut répondre à #27 n'hésitez pas , mais Mach3 reviendra peut être demain donc je suis pas pressé .

[coussin]

Un scalaire fois un vecteur est un vecteur. Une somme (ou différence pour une dérivée) est un vecteur. Tout ça sont les définitions des espaces vectoriels.