Question d’examen oral
Tir vertical
Dynamique, poids, force d’Archimède, force de frottement

IM11. Trouver le temps de montée et le temps de descente d’un ballon tiré verticalement vers le haut.

Article mis en ligne le 28 mai 2006
dernière modification le 7 mai 2007

par Bernard Vuilleumier

Description

Un ballon est lancé verticalement vers le haut. Il est soumis à trois forces : son poids dirigé vers le bas, la poussée d’Archimède dirigée vers le haut et une force de frottement due à l’air opposée au sens de déplacement.

Questions

  1. Construisez un modèle STELLA simulant le mouvement du ballon.
  2. Etablissez les horaire de la position, de la vitesse et de l’accélération.
  3. Combien de temps le ballon met-il :
  • pour atteindre le point le plus haut ?
  • pour redescendre ?


Indication : la grandeur de la force de frottement est donnée par :

F_{frott}=\frac{1}{2}\rho S C_x v^2

Valeurs numériques
- masse du ballon m=200 g
- rayon du balle r=15 cm
- vitesse initiale du ballon v0=20 m/s
- masse volumique de l’air \rho=1.29 kg/m3
- coefficient de forme du ballon Cx=0.24.