Energie cinétique d'une balle de golf (1èreS)

[Amine]

Bonsoir à tous !
Il y a juste une question d'un exercice de mécanique qui me pose problème...
En voici l'énoncé :

Dans un parcours de mini-golf, un obstacle fréquent est le looping. Après un parcours rectiligne, la balle doit parcourir un tuyau circulaire vertical avant de rouler jusqu'au trou.
Nous avons un schéma, D marque le départ de la balle, B le début du looping, B' la fin du looping et A le trou.
DB = 6m et BA = 4m. Le rayon du cercle que forme le looping est de 30cm. La balle a une masse m=46g. La balle quitte le point D avec une vitesse initiale Vd.
On supposera les frottements négligeables.

1) Faites l'étude du système sur les parcours DB, BB' et B'A.
Ca je l'ai fait c'est bon

2) Enoncer le théorème de l'énergie cinétique.
Vous vous doutez bien qu'il n'y a pas de problème pour ça

3) Appliquer le théorème de l'énergie cinétique entre D et B, B et B', et B' et A. En déduire une relation simple entre les vitesses de la balle aux différents points cités précédemment.
Alors voilà mon petit problème... le théorème de l'énergie cinétique, moi jme dis qu'il faut l'appliquer directement sur DA ! Non ? Enfin s'il vous plait veuillez m'aider pour cette question, je ne sais pas vraiment quoi faire.

4) Quelle doit être la valeur minimale de la vitesse de la balle en D pour que la balle atteigne le sommet S du tuyau et réussisse ainsi son looping ?

Merci à ceux qui m'expliqueront ce que je dois faire dans la question 3, et me donne un point de départ pour la question 4
J'aurai besoin de savoir aussi, pour la suite de l'exo, qu'est-ce qu'une énergie mécanique ? Et potentielle aussi.

[grewolker]

L’énergie mécanique d’un corps se répartit entre son énergie cinétique, lorsqu'il est en mouvement, et son énergie potentielle, que lui vaut à tout moment sa position dans un champ de force. Dans de tels systèmes mécaniques, les variations d'énergie cinétique et d'énergie potentielle s'équilibrent, de façon que leur somme reste toujours la même.

donc : Energie mécanique = Energie cinétique + Energie potentielle


pour t'expliquer ce qu'est l'energie potentiel rien de mieu qu'ici
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89nergie_potentielle_m%C3%A9canique

bonne chance!

[Amine]

Merci beaucoup pour ces indications grewolker :) !
Personne ne peut m'aider pour les questions 3 et 4 ?
Je sais que dans DB et B'A, les deux seules forces qui s'appliquent au système sont le poids et la réaction verticale du sol ! Mais comme leur direction est perpendiculaire à la trajectoire de la balle, alors la somme de leur travail est nulle non ?! Donc la variation de l'énergie cinétique est nulle, ce qui veut dire que la balle a une vitesse constante.
Parcontre entre BB', le poids est d'abord résistant puis moteur.
Et bref je ne vois pas comment trouver une relation entre les vitesses de la balle.
Aidez-moi s'il vous plaiiiiit :mur: :briques:

[Amine]

Bonjour,
J'ai pensé, pour la question 3, que la vitesse était la même à tous les points (puisqu'on néglige les frottements du sol). En effet, la variation de l'énergie cinétique sur DB et B'A est nulle, puisque les deux forces qui s'appliquent à la balle sont perpendiculaires à sa trajectoires et se compensent. Parcontre pour B'B, le travail du poids compte, et il est résistant jusqu'au sommet du looping avant de devenir moteur, mais au final, la variation de l'énergie cinétique entre B et B' est nulle.
Mais dans la question 4, on me demande la vitesse minimale de la balle pour que celle-ci puisse franchir le looping (les frottements sont toujours négligeables).

Aucun 1ère S ou TS, ou un adepte des exercices de mécaniques pour m'aider ? :girl2:
Merci d'avance

[shtefi]

Bonsoir :

Le théorème de l'énergie cinétique ne fait intervenir que les points initial et final. Il faut donc utiliser le théorème de l'énergie cinétique entre les points D et A directement en prenant la différence d'énergie potentielle de pesanteur entre ces 2 points. Le looping et tout le reste ne rentre pas en compte puisque les frottements sont supposés négligeable. La vitesse que perd la balle en effectuant la première moitié du looping, elle la retrouve en effectuant la seconde moitié. A la sortie du looping, si celui-ci est horizontal la balle retrouve la même vitesse qu'à son entrée.