devoir physique

[lsmn00]

Bonsoir tout le monde, j’espère vraiment recevoir une récompense de votre part pour ces 2 exercices de physique chimie de niveau 2nd et je n’ai pas de cours sur ce chapitre donc j’espère que quelqu’un aura la possibilité de m’aider?

[volcano47]

si tu n'as pas de cours sur ce chapitre , tu peux répondre en cochant une des deux cases suivantes

1- le professeur a dit : essayez de chercher des réponses sur Internet mais de toute façon , on en rediscutera après, ce n'est pas grave.

2- le professeur a dit : je vais vous aligner, j'veux pas le savoir ! et en ce cas, c'est un con.

[lsmn00]

et mais j’ai juste demander de l’aide comme 99% des adolescents sur ce site 

je comprends pas votre réaction, le site a été créé pour aider les adolescents en difficultés et il y’en a plus d’un et a ce que je vois vos réponses sont toutes identiques. 

[volcano47]

Tu comprends bien qu'il est invraisemblable qu'un prof donne justement des exercices sur un cours qu'il n' a pas fait. 

Pour la comète, pendant la descente, la vitesse est constante , donc l'accélération nulle, donc la somme du poids (poids dû à l'attraction par la comète) et de la force de freinage est nulle. Somme des forces nulles implique mouvement rectiligne uniforme. Si tu n' as pas vu ça en cours ! C'est le principe fondamental de la dynamique tout de même (ou principe d'inertie).

Le poids de la sonde spatiale est m g' comme sur terre mais g', l'accélération de la pesanteur est très faible puisque g' = G M/r² (comme partout) où G est une notation suffisamment connue, M la masse du corps attractif (ici la comète infiniment moins massive que la terre) et r la distance de la sonde au centre de la comète (sphérique pour simplifier). Tu as FORCEMENT vu tout ça en cours. Et c'est sur ton livre.

La masse de la sonde est évidemment la même : c'est la quantité de matière , l'ensemble des particules et atomes qui composent la sonde et c'est la même chose partout ; seul le poids comme je viens de le dire est différent de celui sur la terre ou ailleurs.

Si on demande des calculs numériques, je suppose qu'on donne G, M la masse de la comète , M' masse de la terre , les dimensions de la comète (le terme r )

Sinon, ça n' a pas de sens. Ce n'est pas le prof d'histoire qui a donné le sujet, j'imagine.

j'oubliais : la sonde rebondis élastiquement en décrivant une parabole comme une balle élastique (là, c'est le sol qui devait être un peu élastique) dans le repère de la comète. Dans son propre repère le robot est immobile par définition (trajectoire =ensemble des points occupés dans l'espace au cours du mouvement)

[Black Jack]

Bonjour.

Exercice sur la comète.

Philae était en chute libre pendant toute la "descente" vers la comète -->

Bilan des forces sur Philae en court de descente :

- Force d'attraction de gravitation exercée par La comète.

 

[Barbidoux]

Si tu n’as pas reçu l’aide souhaitée c’est en grande partie par que tu n’est pas la seule à qui ces  exercices 4 et 5  posent problème.  

Prenons la première question.

Volcano47  «  Pour la comète, pendant la descente, la vitesse est constante , donc l'accélération nulle, donc la somme du poids (poids dû à l'attraction par la comète) et de la force de freinage est nulle."  en lisant cette réponse tu dois te demander où il a trouvé les informations «vitesse est constante,  accélération nulle et force de freinage ». Et bien c’est qu’il sait comment un robot peut se poser sans dommage sur un corps céleste  alors que tu l’ignore probablement.

Black Jack  s’en tient aux donnée de l’énoncé et il considère que le robot se pose sur la comète en chute libre sous l’effet de la force d’attraction universelle entre deux deux corps A et B qui ont une masse m_A et m_B.

Cette force à pour expression F=G*m_A*m_B/d^2 où d est le carré de la distance qui sépare leur centre de gravité. Lorsque les tailles de corps supposés sphériques sont très différentes on peut supposer qu’a l’approche de la masse la plus importante  cette force est constante d’expression F=m*gamma où gamma porte le nom de champ de pesanteur et vaut gamma=G*m_A/d^2 où d représente le diamètre de la plus grande sphère.

Par exemple sur la comète que l’on imagine dans l’exercice comme parfaitement sphérique ce qui demande quand même d’avoir une certain sens de l’approximation  quand on voit sa photo….   

le champ de pesanteur à la surface de la comète de rayon R_C et de masse m_C vaut g1=G*m_C/R_C^2=6.67*10^(-11)*1.0*10^(13)/(2000)^2=1.67*10^(-4) N/kg ce qui fait que le poids de Phylae à sa surface est égal à P1=m*g1=1.67*10^(-2) N ( vect(P1)=Vect(F_CP)=-G*m_C*m_P*vect(u)/R_C^2 vect (u), vecteur de module 1.67*10^(-2) N  dirigé vers le bas)

Le champ de pesanteur à la surface de la terre de rayon R_T et masse m_T vaut g=G*m_T/R_T^2=6.67*10^(-11)*5.97*10^(24) /(6.38*10^(6))^2=9.78≈9.8 N/kg et poids de Phylae à sa surface aurait pour valeur P=m*g=980 N

Lorsqu’il se pose  sur la comète sa vitesse  (je n’aurais pour ma part pas utilisé le mot atterrissage qui veut dire rejoindre la terre ferme) il rebondit ce qui revient à considérer qu’étant à la surface de la comète il est soumis à son poids P la réaction R de la surface (force opposée d’intensité égale) et  une force de 2.5 N qui tend à le renvoyer dans l’espace avec une vitesse v'₀ qui peut être égale égale à sa vitesse v₀ au moment où il heurte la surface de la comète si le choc est supposé parfaitement élastique c’est-à dire avec un coefficient de restitution égal à l’unité.

Il est alors soumis à son poids et s’éloigne de la surface avec une accélération négative  une vitesse v de valeur initiale v0. A ce propos le fait que sa trajectoire soit alors parabolique veut dire qu’il ne s’est pas posé verticalement  sur la surface de la comète mais avec un certain angle d’incidence.

Sans données supplémentaires (angle d’incidence et valeur de vitesse v0) il est impossible d’évaluer la hauteur du rebond. On peut d’ailleurs penser qu’en cas d’un choc parfaitement élastique (avec un coefficient de restitution égal à l’unité) il n’en finira pas de rebondir…. avec à chaque rebond une trajectoire de même type….

Si l’on examine ce qui se passerait sur terre dans les mêmes conditions la gravité y étant environ 58742 ≈ 60 000 fois plus forte on peut dire que son l’amplitude de son rebondissement serait divisée par ce facteur et donc négligeable et il se déplacerait de 0.34 mm à chaque rebond. Je ne dirais pas comme le fait que l’énoncé que le robot ne rebondirait pas sur terre ce qui laisse supposer que les lois de que la physique pourrait y être différentes, mais que son rebond y serait tout à fait négligeable.   
 
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Exercice 5
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Une chose me gêne  dans le début de l’énoncé car « la glace est plate » ne signifie pas que le skieur évolue dans un plan horizontal…. Et, pour atteindre une vitesse de 25 km sur une piste horizontale même glacée  en ski a partir d’une position à l’arrêt il faut pour le moins être un skieur exceptionnel…. Il n'est pas dit non plus ue le skieur ayant atteints cette vitesse elle reste constante… ou ce qui revient au même que les forces de frottement de ses spatules sur la glace (parallèles à la surface de la glace sont négligeables)

Bon admettons qu’il évolue un plan horizontal selon une trajectoire rectiligne avec une vitesse de 25 km/h constante. Ne faisant aucun mouvement il est donc soumis à son poids P et à la réaction R de la surface d’intensité égale et de sens opposé de la glace et aux forces de frottement de ses spatules sur la glace parallèle à la surface ….. Son  mouvement est un mouvement rectiligne. Uniforme si les forces de frottement F_fr des spatules sont négligées, uniformément décéléré si elle sont d’intensité indépendante de la vitesse du skieur et varié si elle sont une fonction de la vitesse du skieur.

Nous allons donc supposer que les forces de frottement des spatules sur la glace sont négligeables.

Dans ce cas la vitesse est constante et elle garde la même valeur tout le long de la trajectoire qui est rectiligne. Cette vitesse vaut 25 km/s soit 25/3.6=6.94 m/s et en 36 secondes le skieur aura parcouru  (25/3.6)*6=250,0 m soit la distance entre le point de départ et l’arrivée.

 

[Black Jack]

Salut,

 

"Black Jack  s’en tient aux donnée de l’énoncé et il considère que le robot se pose sur la comète en chute libre sous l’effet de la force d’attraction universelle entre deux deux corps A et B qui ont une masse mA et mB."

Oui, mais c'est bien ainsi (chute libre) que Philae s'est posé sur la comète.

Son "lanceur" lui a donné une vitesse initiale de telle manière qu'à l'arrivée au sol, il n'y ait aucun mouvement relatif en "horizontal" entre Philae et la comète, seule une composante verticale devait exister et être de l'ordre de 1 m/s au moment du touché

Pour ce faire, la composante "verticale" de la vitesse au largage (à 22 km du "centre" de la comète) était d'environ 0,63 m/s 
Et la suite s'est faite en chute libre (l'atterrissage se faisant sur le sol de la comète à environ 2 km de son "centre")

Un calcul simple (simpliste) montre que cela correspond à ce qui a été fait, en effet :

La différence d'énergie potentielle de Philae entre le largage et "l'atterrissage" est GMm * (1/R - 1/d)
avec R le "rayon" de la comète (même si elle n'avait rien de spharique) et d la distance au largage.
Cela donne Delta Epp = 6,67*10^-11 * 10^13 * 100 * (1/2000 - 1/22000) = 30,3 J

Et donc (conservation de l'énergie mécanique), on a : 1/2 * m.V²(largage) + Delta(Epp) = 1/2 m * V²(atterrissage)

Soit 1/2 * 100 * 0,63² + 30,3 = 1/2 * 100 * V²(atterrissage)

Vatterrissage = 1 m/s

?