👤

FRstudy.me facilite l'obtention de réponses détaillées à vos questions. Que vos questions soient simples ou complexes, nos experts ont les réponses dont vous avez besoin.

Exercice 3- Calcul de vitesse moyenne et vitesse instantanée à partir de coordonnées
Une bille est lâchée d'une certaine altitude h. Les valeurs des coordonnées x et y au cours du temps de son centre sont données ci-dessous :
t(ms)
0
x(cm)
y(cm)
0
0
20
40
60
80
100
120
0
0,2.
0
0
0
0
0
0.8
1.8
3.1
4.9
?
1. Quel est le système étudié ?
2. Quel est le référentiel d'étude ?
3.
A quoi voit-on que le système est en mouvement
4.
Comment orienter et placer le repère (O, i,j) pour obtenir ces coordonnées ?
5. Représenter à l'échelle les positions prises par le centre de la bille; on les notera Mo, M...
6. Quelle est la nature du mouvement?
7. Calculer à partir du tableau, en m.s, la valeur de la vitesse du centre de la bille à l'instant t = 40 ms.
B. Sachant qu'à l'instant t = 100 ms, la bille a une vitesse égale à 1,18 m.s. A quelle ordonnée se trouve la bille quand t=120 ms?


Sagot :

Pour répondre à cet exercice, nous allons procéder étape par étape :

1. Quel est le système étudié ?

Le système étudié est la bille.

2. Quel est le référentiel d'étude ?

Le référentiel d'étude est probablement un référentiel terrestre, considérant que l'expérience semble se dérouler sur Terre dans un environnement contrôlé.

3. À quoi voit-on que le système est en mouvement ?

Le système est en mouvement car les coordonnées de la bille changent avec le temps. La valeur de y augmente, indiquant un déplacement vertical.

4. Comment orienter et placer le repère (O, i, j) pour obtenir ces coordonnées ?

Pour obtenir ces coordonnées, le repère (O, i, j) doit être orienté de telle sorte que :

L'origine O se trouve au point de lâcher de la bille.

L'axe des x (i) est horizontal et ne change pas puisque la bille ne se déplace pas horizontalement selon les données.

L'axe des y (j) est vertical et orienté vers le haut, ce qui correspond à l'augmentation des valeurs de y à mesure que la bille tombe (en supposant que "tomber" signifie se déplacer vers le bas, les valeurs de y représentent une distance par rapport à un point de référence initial vers le haut).

5. Représenter à l'échelle les positions prises par le centre de la bille; on les notera M0, M...

Cette partie nécessite un dessin et ne peut pas être réalisée ici, mais vous pouvez la dessiner sur papier en utilisant les coordonnées y données pour chaque instant t. Chaque point

espond à chaque intervalle de temps de 20 ms) sera situé sur l'axe vertical (y) à la hauteur indiquée.

6. Quelle est la nature du mouvement?

La nature du mouvement semble être un mouvement accéléré uniformément. Cela est indiqué par l'augmentation régulière de la distance parcourue par la bille dans chaque intervalle de temps consécutif, typique d'une chute libre sous l'effet de la gravité.

7. Calculer à partir du tableau, en m/s, la valeur de la vitesse du centre de la bille à l'instant t = 40 ms.

Pour calculer la vitesse à t = 40 ms, on utilise la différence de position entre 20 ms et 60 ms (pour avoir 40 ms au centre) et la différence de temps correspondante. Les positions y à t = 20 ms et t = 60 ms sont respectivement 0,2 cm et 3,1 cm. Convertissons les distances en mètres : 0,2 cm = 0,002 m et 3,1 cm = 0,031 m

B. Sachant qu'à l'instant t = 100 ms, la bille a une vitesse égale à 1,18 m/s. À quelle ordonnée se trouve la bille quand t = 120 ms?

Pour trouver l'ordonnée à t = 120 ms, on peut partir du fait que la bille est en chute libre. Cependant, l'information sur la vitesse à 100 ms ne nous aide pas directement à trouver la position à 120 ms sans connaître l'accélération exacte ou sans avoir la position à 100 ms. Dans un mouvement de chute libre, on utiliserait la formule y=y0+v0t+1/2 gt*2

ou g est l'accélération due à la gravité (environ 9,81 m/s² sur Terre). Sans données supplémentaires, spécifiquement la position à 100 ms ou l'accélération précise, on ne peut pas calculer directement la position à 120 ms avec les informations fournies.

Si l'exercice est de calculer en supposant une accélération constante basée sur les vitesses données, des informations clés ou des clarifications supplémentaires sont nécessaires pour procéder à un calcul précis pour cette partie spécifique.