MRU ou MRUV ?

[shady29200]

Bonjour ,

J'ai passé un devoir de Physique début Mars avec un énoncé assez ambiguë et j'aurais besoin de votre aide pour départager si c'est un MRU ou un MRUV.

Voici l'énoncé du devoir :

"Lors d'un feu d'artifice, une fusée décolle verticalement. On considèrera que sa trajectoire est rectiligne. La masse initiale de la fusée est de 100g. A l'altitude de 10m , la force de poussée F de la fusée s'arrête, sa masse est alors de 20g. En effet , son carburant a été entièrement consommé. De 8 à 10m, la vitesse de la fusée est de 4m/s. au delà de 10m d'altitude, la vitesse de la fusée diminue.
Pendant tout son vol, la fusée est ralenti par la force de frottement sur l'air , f . Au-delà de 10m, la force de frottement f, est désormais constante.

Question : De 8 à 10 sec . Le mouvement est il rectiligne uniforme ou rectiligne uniformémement varié ?


Quand j'ai vu cet énoncer je me suis posé plusieurs question : La première étant , depuis quand une fusée d'artifice a du carburant ?
La seconde est : Si la fusée perd 80% de sa masse durant le mouvement de 0 a 10seconde , la vitesse ne peut pas être constante. (8g / sec de carburant perdu)
La troisième question : D'après l'énoncé la force de frottement ralenti la fusée de 8 à 10sec . Donc si elle ralenti elle a besoin d'une accélération pour compenser la force de frottement.

Donc je suis partie pour faire le devoir sur un MRUV car tout cela me semble entièrement logique.
Apparemment ce serait un MRU mais on refuse de me dire en quoi une fusée d'artifice est un MRU . Pour ma part c'est purement fictif surtout au vu d l'énoncé que la fusée puisse avoir une vitesse constante.

Qu'en pensez vous ?
Si vous pensez que c'est un MRU pourriez vous m'expliquez pourquoi de manière pédagogique ?

Merci beaucoup pour vos réponses

Ps : . Comme les forces de la fusée sont donc une force de frottement et son poids verticale vers le bas . Nous utilisons la seconde loi de Newton ou Mg = Ma
Je suis partie sur ce raisonnement pour trouver l'accélération dans la question suivante (Car oui il nous demande ensuite l'accélération de la fusée)
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[jacknicklaus]

Bonjour,
je suspecte une erreur d'énoncé.

Je traduis ceci :

Question : De 8 à 10 sec . Le mouvement est il rectiligne uniforme ou rectiligne uniformémement varié ?

par celà :

Question : De 8 à 10 m d'altitude. Le mouvement est il rectiligne uniforme ou rectiligne uniformémement varié ?

[shady29200]

Tu as raison autant pour moi , Je l'ai écris avec mon café... :')
C'est donc bien de 8 a 10 m d'altitude et non de 8 à 10sec si je trouve comment modifier ce sera fait merci

[jacknicklaus]

Et donc la réponse est dans l'énoncé :

[...]
On considèrera que sa trajectoire est rectiligne
[...]
De 8 à 10m, la vitesse de la fusée est de 4m/s.
[...]

[A voir en vidéo sur Futura]

[shady29200]

ça ne m'aide pas plus que ça , Puisque d'un autre point de vue de l'énoncé il est dit qu'elle subit les forces de frottements de 8 a 10m (+ celle de son poid)
Le fait qu'on me dise qu'elle est simplement de 4m par seconde alors que de l'autre coté cela parait impossible au vue des informations ne me suffit pas. Pour moi dans la physique on n'invente pas.

"Si vous pensez que c'est un MRU pourriez vous m'expliquez pourquoi de manière pédagogique ?"
Ce que j'aimerais connaitre c'est comment cela se fait-il que sa vitesse soit constante apparemment malgré toutes les forces qu'elle subit ?

[gts2]

De 8 à 10m, la vitesse de la fusée est de 4m/s.
Pendant tout son vol, la fusée est ralenti par la force de frottement sur l'air.

Question : De 8 à 10 m. Le mouvement est il rectiligne uniforme ou rectiligne uniformémement varié ?

Quand j'ai vu cet énoncer je me suis posé plusieurs question : La première étant , depuis quand une fusée d'artifice a du carburant ?
La seconde est : Si la fusée perd 80% de sa masse durant le mouvement de 0 a 10seconde , la vitesse ne peut pas être constante. (8g / sec de carburant perdu)
La troisième question : D'après l'énoncé la force de frottement ralenti la fusée de 8 à 10sec . Donc si elle ralenti elle a besoin d'une accélération pour compenser la force de frottement.

Comment voulez-vous qu'une fusée décolle sans carburant ? Une fusée d'artifice a bien du carburant, la seule différence est que celui-ci est solide.

Pourquoi "la vitesse ne peut pas être constante." ?

"Elle a besoin d'une accélération pour compenser la force de frottement."

Vous comparez une accélération et une force ?

Apparemment ce serait un MRU mais on refuse de me dire en quoi une fusée d'artifice est un MRU.

Un fusée d'artifice n'est pas plus un MRU qu'une voiture ou autre chose ?!

On vous dit que "De 8 à 10m, la vitesse de la fusée est de 4m/s" et "décolle verticalement", c'est la définition même d'un MRU.

Comme les forces de la fusée sont donc une force de frottement et son poids verticale vers le bas . Nous utilisons la seconde loi de Newton ou Mg = Ma
Je suis partie sur ce raisonnement pour trouver l'accélération dans la question suivante (Car oui il nous demande ensuite l'accélération de la fusée)

Il manque une force dans votre bilan : c'est une fusée et donc quelle autre force s'exerce-t-il sur la fusée ?

[gts2]

Ce que j'aimerais connaitre c'est comment cela se fait-il que sa vitesse soit constante apparemment malgré toutes les forces qu'elle subit ?

Principe de base de la mécanique : somme des forces nulle.

[shady29200]

Ou avez vous vu qu'une fusée a du carburant ?
Elle n'est pas tirée par un mortier ou quelque chose de ce genre ?
Je pense que la force manquante est la résistance qui est sous entendu dans " les forces de frottement" puisque cela ma l'air d'un énoncé fait a la main.
L'énoncé peut-il réellement être correct ? Peut-elle vraiment garder une vitesse constante malgré les forces de frottement et sa perte de masse ?
Il faudrait dans ce cas que la force de poussée du carburant change pour ne pas que la fusée accèlère en fonction de sa perte de masse non ?

[shady29200]

Ce que j'aimerais qu'on m'explique , C'est comment elle peut avoir une vitesse constante avec des informations tel que "La fusée est ralenti par les vitesse de frottement".
J'aimerais que l'on m'explique ça avec des sommes de forces nuls ou autre chose de ce genre pour me prouver que la fusée peut avoir une vitesse constante même avec la perte de masse

[jacknicklaus]

vous vous posez des questions qui n'ont pas lieu d'être. On ne vous demande pas une thèse sur le lancement des fusées, mais de répondre à un exercice dans le cadre d'un énoncé imposé.

[shady29200]

Je me demande juste si l'énoncé n'est pas éroné j'suis loin d'émettre une thèse surtout a ce niveau .
C'est normal que je me pose une question tel que : Comment la fusée peut avoir une vitesse constante si elle subit des forces de frottement et de son poids alors que qu'elle perd 80% de son poid.
Pour moi l'énoncé est donc éronné elle ne peut pas avoir une vitesse constante.
c'est pour cela que je demande que l'on me prouve qu'elle puisse avoir une vitesse constante. C'est normal non?

[gts2]

Ou avez vous vu qu'une fusée a du carburant ?
Elle n'est pas tirée par un mortier ou quelque chose de ce genre ?

Un mortier est un simple tuyau !
Une fusée sans carburant cela n'existe pas (il peut y avoir des "carburants" exotiques type fusée à eau)

Je pense que la force manquante est la résistance qui est sous entendu dans " les forces de frottement" puisque cela ma l'air d'un énoncé fait a la main.
L'énoncé peut-il réellement être correct ? Peut-elle vraiment garder une vitesse constante malgré les forces de frottement et sa perte de masse ?
Il faudrait dans ce cas que la force de poussée du carburant change pour ne pas que la fusée accèlère en fonction de sa perte de masse non ?

C'est quoi un "énoncé fait a la main." ?
Pour garder une vitesse constante, on répète, c'est très simple : somme des forces nulle. La perte de masse n'a rien à voir la dedans.
Ecrivez le principe fondamental de la dynamique avec toutes les forces que vous avez maintenant identifiées.

[gts2]

Comment la fusée peut avoir une vitesse constante si elle subit des forces de frottement et de son poids alors que qu'elle perd 80% de son poids.
Pour moi l'énoncé est donc éronné elle ne peut pas avoir une vitesse constante. C'est pour cela que je demande que l'on me prouve qu'elle puisse avoir une vitesse constante. C'est normal non?

La fusée subit une autre force que vous avez identifiée (dernière phrase de votre message #8).

[shady29200]

A 0sec , La fusée a une masse de 100g .
Donc pour qu'elle ai une vitesse constante il faut une force F égal a P . P= mg . Donc p = 1000N
Il faut donc une force de 1000N
A 8sec elle perd donc 8x8 = 64 g de carburant . Donc la fusée ne pèse plus que 100-64 = 36g.

Donc pour que la vitesse soit constante a 36g il faut une force de 360N

A 9sec elle ne pèse plus que 28g , donc pour que la vitesse soit constante il faut que F = 280N . Dites moi si je me trompe je me trompe peut-être.
a 10sec elle pèse 20g . Donc il faut que F soit de 200N.
La poussé du au carburant peut-elle changer comme ça ou reste t'elle toujours a 1000N de départ ? C'est pour cela que j'ai l'impression que l'énoncé est éroné car pour moi F ne peut pas changer elle garde sa valeur de départ .

Et encore dans ce raisonnement je ne prend pas en compte la force de frottement qui d'après l'énoncé ralenti la fusée

[gts2]

Votre raisonnement se tient, mais il faut changer un peu les valeurs :

Au départ, une fusée a une forte accélération (on parle bien des fusées d'artifice), disons 6g (ordre de grandeur micro-fusée), donc une poussée égale à sept fois le poids F=7N.
Au bout de 9s, F vaudra toujours 7N et le poids sera passé de 1N à 0,28N, et si la vitesse est constante, l'accélération nulle, la force de frottement vaut 6,72N.
Donc entre 8s et 10 s, l'effet du poids sera faible, et si, en effet, la vitesse n'est pas rigoureusement constante, elle varie nettement moins qu'au début.

Ceci étant la réponse #10 de @jacknicklaus reste d'actualité.

Voir ci-dessous une allure de courbe qui pourrait correspondre.

[shady29200]

Merci de ta réponse la courbe m'aide bien en effet.
J'ai essayer d'aller plus loin en ajoutant les frottements f pour aller avec mon raisonnement.
Donc si la fusée consomme 8g/m de carburant . La force de poussé est constante. Puisque cela dépend du nombre de g consommé.
Donc on a prouvé que F est une valeur qui ne change pas.

La fusée pour que la vitesse soit constante a donc une equation de type : P + f - F = 0
On sait que P varie selon l'altitude exemple : A 8m P= 0,360N . a 9M : P = 0,280N
Donc P varie et F ne varie pas. Donc pour que l'équation reste nul P + f = F. La valeur de f des frottements doit varié.
Or ce que je ne comprend pas c'est comment la force de frottement peut varier au point que la vitesse soit constante?

[gts2]

La force de frottement ne varie pas si la vitesse est constante, (f est une fonction de la vitesse).

Ce que j'ai voulu dire (et justifier par la courbe) est que la vitesse varie peu (la courbe est obtenu avec f=-kv²).
Autrement dit le poids varie, mais cette variation est faible (par rapport à f et F) et cet effet est compensé par une faible variation de f, donc une faible variation de vitesse.

[harmoniciste]

Pendant tout son vol, la fusée est ralenti par la force de frottement sur l'air , f .

Bonjour,
Autre erreur: Il faut comprendre comprendre "Pendant tout son vol, la fusée est freinée par la force de frottement sur l'air , f ."

[shady29200]

Bon alors , Je vois que y'a beaucoup d'erreur au final dans ce qui a été dit après m'être renseigné auprès d'un ami en Doctorat de physique.
Déjà : f = kv² c'est faux.
Puisque k = F/v² . et non k = f/v² . A moins que f = F ce qui n'est pas le cas car F est une valeur constante puisque cela dépend du nombre de carburant consommé qui est de 8g/m de façon régulière.
A moins que F soit provoqué par des explosions de poudre différentes il n'y a aucune variation.
Et si F = f on a un problème pour avoir une vitesse constante pour dire que c'est un MRU.

Donc le graphique est potentiellement faux au final car k = f/v² n'existe pas.
Ensuite l'énoncé porte bien une erreur . Car oui, si la vitesse est constante la force de frottement l'est aussi . Or il est dit que la force de frottement f n'est pas constante de 8 a 10m et l'est au dessus de 10m. Donc l'énoncé sous entend que de 8 a 10 m ce n'est pas un MRU puisque si la force de frottement n'est pas constante la vitesse ne l'est pas.
Il est également dit qu'après 10sec la force f est constante , Donc il sous entend que après 10sec c'est un MRU ce qui n'est pas le cas car c'est un MRUV après 10m
(Et bizarrement personne n'a vu l'erreur pour des gens calé en physique, ça aurait dû vous sauter aux yeux comme ça l'a fait pour mon collègue)

Donc nous somme bien au final en présence d'un MRUV tout du long car nous avons une accélération calculable en dérivé partiels . ( 1ere année de license )
Moi ma question était si l'énoncé était correct et apparemment personne n'a su me dire que non, il était incorrect vous étiez totalement dans le fait de vouloir absolument contredire et c'est ce que j'ai pu voir tout le long.
Alors qu'il suffisait simplement de voir que l'énoncé sous entendais que > 10m = MRU et que <10 m = MRUV.
C’était du niveau de terminal je pense que vous auriez pu voir l'erreur.
En tout cas merci de votre aide tout de même

[obi76]

Je pense que vous devriez relire encore une fois le #10...


Vous dites " De 8 à 10m, la vitesse de la fusée est de 4m/s. " -> c'est un MRU. Point barre. Vous pouvez toujours trouver toutes les équations de trajectoires ou viol de diptères que vous voulez, c'est marqué noir sur blanc.

C'est bien d'avoir l'esprit critique, encore faut-il se donner les moyens de l'avoir, et là je pense que vous ne les avez pas encore...

Bon alors , Je vois que y'a beaucoup d'erreur au final dans ce qui a été dit après m'être renseigné auprès d'un ami en Doctorat de physique.
Déjà : f = kv² c'est faux.
Puisque k = F/v² . et non k = f/v² . A moins que f = F ce qui n'est pas le cas car F est une valeur constante puisque cela dépend du nombre de carburant consommé qui est de 8g/m de façon régulière.

La force de frottement ( f ) est bien dépendante de la vitesse v de la fusée, pas de la poussée. C'est donc k = f / v², et non k = F/v². Donc au lieu de sortir des absurdités pareilles, en tentant de répéter ce que votre ami en doctorat de physique(sic) a dit sans le comprendre, évitez de prendre vos intervenants pour des imbéciles, en plus en sortant des choses aussi fausses.

A moins que F soit provoqué par des explosions de poudre différentes il n'y a aucune variation.

On parle de combustion, pas d'explosion.

Et si F = f on a un problème pour avoir une vitesse constante pour dire que c'est un MRU.

Quel problème ? On vous dit dans l'énoncé que la vitesse est constante entre 2 et 8m, donc la somme des forces (F+f+poids) est nulle, c'est tout.

Donc le graphique est potentiellement faux au final car k = f/v² n'existe pas.

Vous partez d'une hypothèse fausse, vous trouvez donc une conclusion fausse.

Ensuite l'énoncé porte bien une erreur . Car oui, si la vitesse est constante la force de frottement l'est aussi .

Enfin un point où on est d'accord !

Or il est dit que la force de frottement f n'est pas constante de 8 a 10m et l'est au dessus de 10m. Donc l'énoncé sous entend que de 8 a 10 m ce n'est pas un MRU puisque si la force de frottement n'est pas constante la vitesse ne l'est pas.

Sauf si la somme des forces est nulle... dommage, la phrase était bien partie...

Il est également dit qu'après 10sec la force f est constante , Donc il sous entend que après 10sec c'est un MRU ce qui n'est pas le cas car c'est un MRUV après 10m
(Et bizarrement personne n'a vu l'erreur pour des gens calé en physique, ça aurait dû vous sauter aux yeux comme ça l'a fait pour mon collègue)

Sauf si à partir de 10 m, la somme des forces n'est plus nulle. Ca aurait dû sauter aux yeux de votre collègue...

Donc nous somme bien au final en présence d'un MRUV tout du long car nous avons une accélération calculable en dérivé partiels . ( 1ere année de license )

L'un n'implique pas l'autre. N'utilisez pas des termes que vous ne connaissez pas, et des notions qui visiblement vous dépassent. Je pense que vous avez encore pas mal de boulot avant de venir, avec autant d'aplomb, et avec la prétention de nous expliquer ce qu'est une équa. diff.

Moi ma question était si l'énoncé était correct et apparemment personne n'a su me dire que non, il était incorrect vous étiez totalement dans le fait de vouloir absolument contredire et c'est ce que j'ai pu voir tout le long.
Alors qu'il suffisait simplement de voir que l'énoncé sous entendais que > 10m = MRU et que <10 m = MRUV.
C’était du niveau de terminal je pense que vous auriez pu voir l'erreur.
En tout cas merci de votre aide tout de même

CF réponses ci-dessus.

Bonne continuation.

[gts2]

Alors qu'il suffisait simplement de voir que l'énoncé sous entendais que > 10m = MRU et que <10 m = MRUV.
C’était du niveau de terminal je pense que vous auriez pu voir l'erreur.

Où avez-vous vu que le texte sous-entendait cela !?!?

après 10sec la force f est constante, Donc ... MRU

Force=constante => vitesse=constante, vous êtes sûr que c'est un doctorat de physique ?

[obi76]

Force=constante => vitesse=constante, vous êtes sûr que c'est un doctorat de physique ?

J'espère que c'est juste une erreur de compréhension de shady29200 mêlé à une retranscription hasardeuse... un doctorant (en physique) ne ferait jamais ce genre d'erreurs aussi fondamentales (du moins j'espère j'espère pour lui ainsi que pour le système éducatif...)

[Black Jack 2]

Bonjour,


On peut répondre à la question à partir de l''énoncé ... et cela a été largement fait.

Si, outre cela ce qui t'intéresse est de savoir si il est possible physiquement d'avoir une vitesse constante sur une partie de la trajectoire, alors ...

Avec les données de l'énoncé, on devine qu'il ne s'agit d'une fusée tirée par un mortier mais plutôt d'une fusée qui contient de la poudre propulsive ... comme sur le dessin.

Avec ce type de fusée, la poudre propulsive étant mise à feu, il y du gaz à haute température et à haute pression dans le bas de la fusée.

Ce gaz s'échappe vers l'arrière en cours de montée et propulse la fusée.

On a donc comme bilan des forces sur la fusée :

- Son poids (qui diminue au cours du temps)
- La force de propulsion (du au gaz expulsé)
- Les forces de frottement aérodynamique (proportionnelle à v²)

Rien n'empèche, pendant une partie de la trajectoire, que la somme vectorielle des 3 forces ci-dessus soit nulle ... et que donc la vitesse soit constante dans cette partie de trajectoire.

Avec ce type de fusée :

- Au début de la trajectoire montante, la |force de propulsion| > |Poids| + |force de frottement| ---> la vitesse augmente.
- sur une partie de la trajectoire, on a |force de propulsion| |Poids| + |force de frottement| ---> la vitesse constante.
- Sur la fin de la trajectoire montante, on a |force de propulsion| < |Poids| + |force de frottement| --> la vitesse diminue

Il n'y a donc pas "d'anomalie" physique dans l'énoncé.