iMadrassa
Exercice 5

Un golfeur doit effectuer un but de longueur

pour que sa balle de masse
aille dans le trou. Le joueur donne à la balle une vitesse initiale
.

La balle, assimilée à un point matériel, est alors animée d'un mouvement rectiligne. Durant son mouvement, elle est soumise à une force de frottement constante de valeur

.

Question 1

a- Faire l'inventaire des forces qui s'exercent sur la balle et les représenter sur un schéma.

b- Donner l'expression du travail de chacune de ces forces au cours du mouvement. 

Réponse 1

Inventaire des forces :

  • Le poids
  • La réaction du sol
  • Les forces de frottements

Le travail des forces :

Le poids et la réaction du sol sont perpendiculaires au mouvement de la balle, ces 2 forces ne travaillent donc pas :

Question 2

L'énergie mécanique de la balle se conserve-t-elle au cours du mouvement? 

Réponse 2

La balle est soumise à une force de frottement qui est une force non conservative, son énergie mécanique ne se conserve pas :

.

Question 3

Quelle doit être la valeur de

pour que la balle atteigne le trou avec une vitesse nulle?

Réponse 3

Calcul de

 :

On prend le sol comme origine pour l’énergie de pesanteur

donc
(mouvement horizontal : la hauteur ne change pas)

La balle doit arriver avec une vitesse nulle :

donc

On a vu précédemment que

Par conséquent

Pour que la balle arrive dans le trou avec une vitesse nulle, le joueur doit lui donner une vitesse initiale de

.


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