Comment faire des ricochets sur l'eau?

Chimie > sujets expliqués - 25/02/2008 - correction

	Comment faire des ricochets su revenir au plan			docs
		En 1992, l'américain Jerdone lire
		Bonjour, Voici donc quelque lire

En 1992, l'américain Jerdone Coleman Mc Ghee a réussi à faire rebondir 38fois un caillou sur les eaux du fleuve Blanco au Texas. Tous ceux qui ont essayé de faire des ricochets savent qu'il faut choisir une galet plat et rond, parfaitement poli par les eaux de la rivière. Le plan de lancement doit être quasiment horizontal et proche de la surface de l'eau. Pour que la pierre rebondisse, la main doit lui imprimer un mouvement de rotation d'axe vertical. Des simulations, utilisant la puissance de calcul des ordinateurs, montrent que le nombre de ricochets dépend essentiellement de la vitesse initiale du galet et de sa fréquence de rotation. Les progrès de la physique du ricochet n'ont cependant pas permis d'améliorer la performance de Jerdone Colman Mc Ghee!
Données:
-Le réferentiel terrestre est considéré comme Galiléen
-On choisit l'origine de l'énergie potentielle de pesanteur au niveau de l'eau.
La pierre utilisée, de masse m=0,10kg, est lancée d'un point situé au-dessus de la surface de l'eau.
Le mouvement est filmé à l'aide d'un caméscope. Le traitement des images permet de déterminer 25 fois par seconde la position de centre d'inertie de la pierre, repérée par ses coordonnées (x;z).

a)La pierre touche l'eau à un instant intermédiaire entre ceux des prises de vue n°12 et n°13. On a extrait du tableau de mesures, les coordonnées des deux positions du centre d'inertie de la pierre qui précèdent le premier rebond.

Prise de vue t(s) x(m) z(m)
n° 11 0,440 5,28 0,34
n° 12 0,480 5,76 0,12

En admettant que la vitesse de la pierre juste avnt qu'elle ne touche l'eau est quasiment égale à sa vitesse entre les dates 0,440s et 0,480s, calculer sa valeur v'.

b)Une démarche identique a permis de déterminer la vitesse v'' de la pierre juste après le premier rebond. Cette vitesse est égale à v''=11m.s-1. Calculer la variation d'énergie cinétique de la pierre pendant le premier rebond.

c)Calculer la variation d'énergie potentielle de pesanteur de la pierre au cours d'un rebond en considérant que la pierre est au niveau de l'eau juste avant et juste après le rebond.

d) Calculer, pour le premier rebond, la variation Em de la somme Em des énergies cinétique et potentielle de pesanteur.

e) On cherche à déterminer le nombre maximal N de rebonds que l'on peut espérer obtenir. Pour cela on admet que:
-L'énergie perdue par la pierre au cours de chaque choc avec l'eau sera toujours égale à la valeur de la |varition Em| de l'energie perdue eu cours du premier rebond.
-si l'énergie de la pierre après le Nème rebond, est inférieure à la |variation Em|, la pierre ne rebondit plus lors de son prochain choc avec l'eau. Calculer N.

Remarques:
-La valeur trouvée pour N est très inférieure à celle du record du monde,
-pour bien réussir un ricochet, il faut non seulement lancer la pierre avec une vitesse suffisamment élevée mais aussi la faire tourner le plus vite possible sur elle-même.

Mes réponses:

a) je ne suis pa sûre de la méthode utilisée, ni de ma valeur du temps dans la formule:

v1'=[5,76-5,28] : 2x(0.480-0,440)=6m.s-1
v2'=[0,34-0,12] : 2x(0.480-0,440)=2.75m.s-1
Donc v'=racine carrée de 6² + 2,75² = 6,6m.s-1

b)la variation Ec=0,5mv''²-0,5mv'² = 3,9j

c)la varaition Ep=mgz=0,10x9,81x(za-zb)
(za-zb) étant l'altitude je n'arrive pas à la déterminer. Vaut-elle O m?

d) je sais que la variation Em = la variation Ec + la variation Ep. Comme je ne connaîs pas Ep je ne peux pas la calculer.

e) Je n'arrive pas à trouver la méthode pour calculer N.

Documents attachés :

aucun document joint.