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Introduction à la quantité de mouvement

Définition et approche sur un exemple simple de la notion de quantité de mouvement. Créé par Sal Khan.

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  • blobby green style l'avatar de l’utilisateur athenprime2
    Bonjour à tous !

    Voila depuis j'ai reflechi sur exercice sur la quantite de mouvement mais je n'arrive pas a faire la seconde question . J'espere que vous pourrriez m'aidez !

    voici l'exercice :

    Un solide de masse m=1kg, repose sur un plan horizontal parfaitement poli.

    Une balle de fusil de masse m=10g, animée d'un mouvement rectiligne horizontal heurte le solide S, sa vitesse V=500m/s et repart en faisant un angle droit à la vitesse V2=300m/s. En appliquant, la conservation de la quantité de mouvement sur le systeme (solide S-balle).

    déteminer :

    a. La valeur de la vitesse du centre d'inertie du solide S apres le choc.

    b. L'angle entre la direction du mouvment du centre d'inertie du solide S et la direction initiale de la balle.

    Répondre aux meme questions : la balle de vitesse initial V1=500m/s repart avec la meme vitesse V2=300m/s apres avoir hurté le solide S, le vecteur fait avec le vecteur un angle de 120°.

    Merci d’avance pour vos explications et s’il vous plait veillez expliciter le plus possible pour me faciliter la comprehension
    (2 votes)
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Transcription de la vidéo

alors aujourd'hui on va parler de la quantité de montfoulon alors c'est un terme qu'on a défini en physique pour deux raisons déjà parce qu'en fait c'est très pratique dans les calcules tu verras que ça permet de simplifier un petit peu et en plus c'est quelque chose d'extrêmement intuitif quelque chose qui représente une réalité physique puisque en fait la quantité de mouvement et bien je pense que tu en as déjà l'intuition sans le savoir par exemple imagine un grand monsieur donc un très grand monsieur qui courent et tu imagines un petit monsieur qui courent à la même vitesse eh bien tu vois que intuitivement tu vas même si je te dis parce que c'est juste avec la le nom quantité de mouvement tu auras envie de dire que le grand monsieur qui courent il aura plus de compter mouvement que le petit monsieur qui courent à la même vitesse donc on va introduire ça un petit peu plus précisément donc on va parler de quantité de mouvement comme je te le dis quantité de mouvement alors cette quantité mouvement en fait eh bien on a notre pays alors bon c'est peut-être parce qu'il est plus logique mais je suppose que par exemple m s'était déjà pris par la masse et puis qu par autre chose bref on a notre paie donc c'est comme ça et en fait d'être se définit comme étant la masse de l'objet fois la vitesse de l'objet donc tu vois que c'est tout à fait cohérent avec ce que je disais quand je parlais des monsieurs serre que le monsieur qui est grand il a pesé plus lourd que le monsieur qui est petit et j'ai dit qu'ils allaient à la même vitesse donc finalement la quantité de mouvements du grand monsieur qui a une masse lourde sera bien plus grande que la quantité de mouvements du petit monsieur qui est une masse légère sachant que les deux bonhommes vont à la même vitesse en fait quand on parle en termes d'impact est bien la grande ces deux mouvements ça te dit à quel point tu n'as pas envie d'être frappé par cet objet si par exemple tu imagines billes de polystyrène lancée et bien même si elle va très vite son poids ben forcément même si tu te l'apprendre la tête va pas faire hyper mal tu vois alors que bon une balle de pétanque donc tu essayes pas mais tu vois pour une taille donnée et bien en fait lama sera bien supérieur et en plus cela c'est le problème est différent parce que même la vitesse sera supérieur mais bref là quand tel mouvement sera plus grande donc tu vois que c'est vraiment ça c'est je te demande qu'est ce qu'il arrivait si je me faisais frapper par cet objet là est-ce que entre nîmes et ça fait mal vous serez pas mal alors tu vois maintenant on peut continuer à développer un petit peu cette expression parce que ce que je t'ai dis c'est que c'était extrêmement utile dans les notations alors si en efficience souvient on avait dit que en physique et bien les faux la force était égal à une masse à une accélération c'est la somme des forces mais l'homme apprenant qu'un simple et bien en fait tu sais aussi que l'accélération sait rien d'autre que la dérivée de la vitesse où on peut aussi dire la variation de vitesse sur la variation du temps et donc tu vois que si je dis que la masse et bien ne changent pas ce qui est vrai on a priori et bien je peux la faire rentrer dans mon delta et ça devient m d'état de m x v sur delta t est donc là tu vois que m x v et bien c'est la quantité de mouvement donc ça me donne des le taper sur delta tu es donc tu vois que ça c'est la première chose qui simplifie un petit peu c'est qu'au lieu d'avoir la masse devant et bien la somme d'efforts sous la force c'est égal directement à la dérive et delà de la quantité de mouvement ou la différence de la cantine main sur la variation du temps maintenant on va introduire une autre notion qui est un petit peu plus peut-être un petit peu plus subtil mais qui est extrêmement logique aussi c'est la notion de percussions mécanique on dit aussi dans l'impulsion alors donc je vais écrire moi ici percussions mécanique alors cette percussion mécanique et bien en fait je vais directement de donner la définition et ensuite on va la rouille et la quantité de mouvement donc la percussion mécanique et bien on la note y est elle est définie comme étant la force fois une variation du temps et en fait cette percussion comme j'ai dit on dit aussi impulsion et bien elle va être liée directement avec cette idée non de de percussions d'impulsion de choc si tu veux et en fait ce qui se passe si on développe un petit peu tout ça tu vois que je peux remplacer la force par son expression ici en fonction de la quantité de mouvement et donc je vois qu'en fait tu es bien l'impulsion ça va être régalade elle tapait sur delta t x delta t et donc que les députés peuvent se simplifier et donc que c'est égal à d'étape et est donc en fait de manière générale la percussion mécanique et la lente et de mouvement enfin il la variation la quantité de mouvements sont confondus alors il ya des cas extrêmes où ils ne sont pas mais en règle générale c'est la même chose donc tu vois que c'est un peu une notion and spa que je dis ah c'est un petit peu plus subtil mais bon dans la majorité des cas la impulsion la percussion mécanique ou l'impulsion pardon est confondue avec la variation de quantité de mouvement alors tu vois que maintenant en fait on va pouvoir se servir de tous à vous faire des petits exercices puisque finalement est bien ce que j'ai écris donc ici c'est rien d'autre que le principe fondamental de la dynamique finalement donc tu vois que au lieu de parler en termes d'accélération on va parler en termes de quantité de mouvement et que d'ailleurs si la somme des forces qui s'appliquait nul donc s'il n'y a aucune force qui s'appliquent sur mon système eh bien je vais pouvoir dire que la quantité de mouvements de mon système se conserve lors du mouvement donc maintenant on va faire un petit exercice comme je les dis non on va faire bercy sur le côté pour va changer de couleur comme ça ça serait un petit peu plus pratique alors donc on va imaginer qu'on a une voiture on a une voiture comme celle là et donc notre voiture elle pèse m voiture c'est 1000 kg c'est à peu près une tonne et la vitesse de la voiture et bien c'est on va dire 9 mètres par seconde 9 mètres par seconde et donc à être se dirige comme ça ça c'est le vecteur vitesse et donc ensuite il ya un autre objet devant ya un gros came up un grocam comme ça voilà là et l'a donc en fait il lui il est à l'arrêt sa vitesse est nul alors on va dire que la masse du camion c'est on va dire 9000 kg 9000 kg et donc j'ai dit que la vitesse du camion eh bien c'était 0 mètre par seconde donc voilà donc là en fait on va pas imaginer quelque chose de pas très drôle on va imaginer en fait que la voiture vient percuter le camion ce qui est logique puisque tu vois que là elle a pu le temps de s'arrêter donc paf et vient percuter le camion est donc la question que je te pose moi c'est quelle est la vitesse résiduelle après le choc donc on imagine que du coup on va simplifier un peu de problèmes la voiture rentre dans le camion est en fait elles sont quatre de telle manière qu'elle peut les deux objets sont solidaires si tu veux et donc finalement on peut considérer un super objets voitures camions donc on va le dessiner donc on a le camion qui est toujours comme ça hop qui est tout cas c'est ici comme ça et là on a juste derrière de la voiture est en fait tu vois que la toiture est dedans donc tout ça c'est notre super system voitures camions et donc là on peut calculer la masse de ce nouveau système pourrait juste appelé m eh bien on est d'accord c'est bien 9000 +1000 ses 10000 kilo lab 10000 donc voilà donc comme je t'ai dit l'idée ça va être de trouver la vitesse de cet objet la quelle est la vitesse après le choc donc les le moment du choc on s'en occupe pas en plus de ce qui se passe après donc ma ce qu'on fait tu vois c'est qu'on peut exactement appliqué sur le principe fondamental de la dynamique dans le cas où la résultante des forces qui s'est appliquée nulle puisque là aucune force n'est appliquée ni sur ma voiture ni sur mon camion ni sur mon ensemble à turckheim alors je suis d'accord avec toi ya bien la force de la route mais comme elle est compensée finalement par le poids final c'est on peut négliger ça donc ce qu'on écrit c'est qu'on écrit donc à l'état initial donc à l'état initial donc qu'est-ce qui se passe et bien je peux calculer la quantité de mouvement initial que j'appelle pays qui va être égal 1 donc on a dit quoi on a dit donc c'est la somme des comme ces mouvements finalement donc cmv fois vv plus amc x 13 x v c'est donc ça nous donne j'ai que je calcule directement ça nous donne 9000 plus donc 9000 fois zéro plus zéro donc ça nous donne 9 me est alors 9000 quoi d'ailleurs oui je t'ai pas dit l'unité 1 et vers l'unité c'est facile donc cédé kg m seconde - dont kg m seconde - 1 voilà pour notre notre quantité mouvement à l'état initial est alors ensuite donc à l'état final donc à l'état post choc en tout cas nous on va appeler ça est à finale pour nous eh bien à l'état si nate qui se passe c'est que la quantité de mouvement final est bien du système ça va juste être la masse globale du système fois la vitesse globale du système donc ça va être m x v d'après ce que j'ai écrit et donc ça va être égale à dix mille fois v et alors justement bavay tu vois c'est ce que je cherche est ce qu'on a dit c'est finalement mais le lien entre les deux choses ici c'est que comme la somme d'efforts c'est nul est bien là quand tel mouvement initial est égale à la quantité de mouvement final où si tu veux la différence des cantines mouvement nuls donc ça revient exactement ce que j'ai écris ici je peux écrire donc 9000 c'est égal à 10 il faut avait et donc et bien vais donc si je passe tout de l'autre côté et bien fait égal à 9000 sur dix mines et donc vais bien ça nous fait 0,9 mètre par seconde donc voilà donc tu veux qu'on a réussi à calculer la vitesse de cette chose-là est donc clair on peut commenter un petit peu ça et bien c'est plutôt logique tu vois qu'on trouve une vitesse beaucoup plus faible que celle de la voiture donc dix fois plus faible mais ça c'est logique puisque finalement l'un objets relativement légers qui allait vite a percuté un objet extrêmement bourg qui était à l'arrêt donc il ne bougeait pas donc finalement lui il a transféré une partie de la quantité de mouvement au système mais comme l'autre objet d très lourd finalement ça atténue cet effet et donc tu vois qu'on a bien un mouvement qui va être comme ça dans le même sens que la vitesse de la voiture mais à une vitesse beaucoup plus faible puisque la masse devient beaucoup plus lourde donc voilà j'espère que ça t'a bien aidé à comprendre ce qu'était la quantité de mouvement et on va continuer à appliquer ça dans mes vidéos d'après notamment deux dimensions