Secondaire 5 • 25j
bonjour, j'ai besoin d'aide avec un problème de physique au sujet de la conservation de l'énergie potentielle. Voici la question: un joueuer de football frappe une balle de 0,43 kg à un angle de 20° avec une vitesse initiale de 27 m/s. Quelle est la hauteur maximale de la balle? Quelle est la vitesse finale de la balle avant qu'elle touche le sol?
Salut !
Merci de faire appel au service d'Alloprof ! En se basant sur la conservation d'énergie, tu peux constater qu'il y a un équilibre entre les énergies potentielle et cinétique.
$$ E=E_k+E_p $$
Si l'énergie totale est constante pour un système, alors si l'énergie cinétique change, l'énergie potentielle changera aussi pour garder l'équilibre et inversement.
Prenons maintenant ta balle de football comme système. Mieux vaut analyser la situation en un seul axe, l'axe vertical. Au départ l'énergie est cinétique avec un maximum de vitesse, puis cette énergie s'estompe jusqu'à être nulle en atteignant un sommet. À ce moment-là, pour garder l'énergie du système constante, toute l'énergie se sera transformé en énergie potentielle.
$$ E_i=E_k $$
$$ E_f=E_p $$
$$ E_i=E_f $$
$$ E_k=E_p $$
L'énergie potentielle contient une expression de la hauteur. Il ne te reste plus qu'à calculer la vitesse verticale de la balle est de finaliser le calcul d'énergie.
J'espère que cette explication ait pu t'aider et si tu as d'autres questions, n'hésite pas !
Bonne soirée !
Explication d'Alloprof
Cette explication a été donnée par un membre de l'équipe d'Alloprof.
Salut GolemTimide5544,
Merci pour ta question!
Dans cette situation, tu cherches la hauteur maximale et la vitesse finale d'une balle qui est projetée à partir d'une certaine vitesse. Tu peux résoudre ce problème de deux manières, la première avec les formules du MRUA et la deuxième avec l'énergie mécanique.
Je vais t'expliquer l'approche avec l'énergie mécanique puisque ta question est en lien avec la conservation de l'énergie potentielle. Au départ, l'objet est immobile et il reçoit un coup afin de démarrer son mouvement. Toute l'énergie qu'il possède est cinétique puisqu'il est au sol et il possède une vitesse. Tu peux donc calculer l'énergie mécanique de la balle.
Pour déterminer la hauteur maximale, il s'agit du point où la vitesse sera nulle. La vitesse diminue continuellement à cause de la gravité et lorsqu'elle atteint le point le plus haut elle devient nulle avant de devenir négative lors de la chute. L'énergie mécanique est alors entièrement potentielle.
Une fois que l'objet revient au sol, il ne possède plus d'énergie potentielle, toute son énergie est cinétique.
Je te laisse résoudre ton problème à l'aide de ces indices !
Voici notre fiche sur l'énergie mécanique si tu veux en savoir plus :
J'espère que ça t'aide et n'hésite pas à nous réécrire si tu as d'autres questions!
Anthony B.
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