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Bonjour, pourriez vous m'aider à répondre à ce problème s'il vous plait :

On lâche une balle de golf de masse 46 g d’une hauteur de 6,0 m sans vitesse initiale.

En fait la vitesse de la balle lors de l’impact avec le sol est de 8,0 m.s-1 :
ceci est dû au travail des forces de frottement.
Calculer le travail des forces de frottements

Sagot :

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Réponse :

Travail du frottement = 1,234 Joule !

Explications :

■ la balle de golf est soumise à son Poids

                           et au frottement de l' air !

■ Poids de la balle de golf :

  P = masse x gravité   ♥

      = 0,046 kg x 9,81 N/kg ≈ 0,451 Newton .

■ équation du mouvement en négligeant le frottement :

  z = - 0,5x9,81xt² + 6   avec t en secondes

  vitesse = - 9,81 t

  à l' arrivée au sol :

       - 0,5x9,81xt² + 6 = 0

                    4,905 t² = 6

                               t² ≈ 1,223

                                t  ≈ 1,106 seconde .

         vitesse = - 9,81 x 1,106 ≈ - 10,85 m/s .

■ conclusion :

  comme la vitesse d' arrivée est seulement 8 m/s

   au lieu de 10,85 m/s, cela signifie bien que

    l' air a freiné la balle !

■ Travail du Poids :

  0,451 N x 6 mètres = 2,706 Joule .

■ Energie cinétique à l' arrivée :

  Ec = 0,5 x 0,046 x 8² = 1,472 Joule .

■ ■ Travail du frottement :

      2,706 - 1,472 = 1,234 Joule !

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