physique (première) · Chapitre 4 · Exercice de TD

Un ballon de handball (m = 0,42 kg) arrive perpendiculairement à un…

Mouvement d'un système · Lire une chronophotographie · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Un ballon de handball ( $m = 0, 42$ kg) arrive perpendiculairement à un mur à $12 m / s$ et repart en sens inverse à $9, 0 m / s$ . Le contact dure $Δ t = 25$ ms.

Caractériser $Δ v$ (direction, sens, valeur).
Estimer la force moyenne exercée par le mur sur le ballon.
Comparer au poids du ballon. Pourquoi néglige-t-on le poids pendant le choc ?

Corrigé de la question 1

1. Orientons l'axe vers le mur : $v_{1} = + 12 m / s$ et $v_{2} = - 9, 0 m / s$ . Alors

$Δ v = v_{2} - v_{1} = - 9, 0 - 12 = - 21 m / s :$

$Δ v$ est horizontal, dirigé du mur vers le ballon, de valeur $21 m / s$ .

Question 2 : comment l'IA t'aide

2. Estimer la force moyenne exercée par le mur sur le ballon.

Élève

Pour la force, je pense qu'il faut utiliser la deuxième loi de Newton, mais je ne sais pas trop comment démarrer.

Bonne intuition. Écris la deuxième loi de Newton pour le ballon pendant le choc : $\sum F = m \frac{Δ v}{Δ t}$ . Quelle force est bien plus grande que les autres pendant le contact ?

Élève

Le poids ? Non, plutôt la force du mur, non ?

Oui, c'est la force du mur qu'on cherche. Tu connais $m$ , $Δ t$ et, d'après la question 1, la valeur de $Δ v$ . Quelle relation donnes-tu alors pour la valeur de la force ?

L'IA ne donne pas la réponse : elle pose la question qui fait avancer. À toi de continuer.

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Reprends la question 2 là où le dialogue s'arrête, puis la suite de l'exercice.

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