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Physique
Secondaire 5 • 8 septembre 2024
pouvais vous m'expliquer cette exercice?L’homme-canon doit atterrir au centre d’un filet qui est à une distance de 40 m de l’extrémité du canon. On considère que le filet est à la même hauteur que l’extrémité du canon. 
Si l’homme-canon est propulsé à un angle de 40°, quelle doit être sa vitesse initiale pour qu’il arrive au centre du filet? en x et en y et l'acceleration des x est nulle

Explication (1)

Explication d’Alloprof
8 septembre 2024
Salut!

Tout d'abord, représentons la situation dans un schéma pour mieux comprendre :
image.pngLorsque l'homme quitte le canon et est dans les aires, il n’y a aucune force externe appliquée sur lui, seulement la force gravitationnelle. Ainsi, l’accélération de l’objet correspond à l’accélération gravitationnelle. En d'autres mots, on a : \(a_{x} =0~m/s²\) et \(a_{y} =-9,8 ~m/s²\). Puisque l’accélération est constante, on peut utiliser les formules du MRUA
On sait que l'homme parcourt une distance horizontale (en x) de 40 m. On peut appliquer l'équation du MRUA suivante sur l’axe des x :
image.pngCe qui nous donne :
Δx=vi,xΔt+0,5axΔt2Δx=v_{i,x}• Δt +0,5•a_{x}•Δt^2
40=vi,xΔt+0,50Δt240=v_{i,x}• Δt +0,5•0•Δt^2
40=vi,xΔt40=v_{i,x}• Δt

Tu peux décomposer la vitesse initiale selon ses composantes :
vi,x=vi×cos40v_{i,x} = v_{i}\times cos 40
vi,y=vi×sin40v_{i,y} = v_{i}\times sin 40
User: "image.png"Donc, notre équation précédente devient :
40=vi,xΔt40=v_{i,x}• Δt
40=vicos40Δt40=v_{i}cos 40• Δt

On peut appliquer de nouveau la même formule du mouvement MRUA, mais cette fois sur l'axe des y.
image.pngPuisque le filet est à la même hauteur que le canon (l'homme part de y=0 et revient à y=0), son déplacement Δy est égal à 0. On a donc ceci :
Δy=vi,yΔt+0,5ayΔt2Δy=v_{i,y}• Δt +0,5•a_{y}•Δt^2
0=vi,yΔt+0,5(9,8)Δt20=v_{i,y}• Δt +0,5•(-9,8)•Δt^2
On remplace \(v_{i,y}\) :
0=visin40Δt+0,5(9,8)Δt20=v_{i}sin40• Δt +0,5•(-9,8)•Δt^2

On a maintenant deux équations et deux inconnus, soient \(v_{i}\), la norme de la vitesse initiale, et \(Δt\) la durée du vol.
40=vicos40Δt40=v_{i}cos40• Δt
0=visin40Δt+0,5(9,8)Δt20=v_{i}sin40• Δt +0,5•(-9,8)•Δt^2
Tu peux résoudre ce système d'équations pour trouver la vitesse initiale et la durée du vol.

Voici une fiche qui présente les différents mouvements de projectile possible, tu y retrouveras une section sur les projectiles lancés obliquement qui pourrait t'être utile : Le mouvement de projectile | Secondaire | Alloprof

J'espère que c'est plus clair pour toi! Si tu as d'autres questions, n'hésite pas à nous réécrire :)