En quoi les primitives sont-elles utiles pour modéliser la chute d’un corps ?
Publié le 14/04/2024
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«
Grand oral
2ème question (maths et physique) :-En quoi les primitives sont-elles utiles pour
modéliser la chute d’un corps ?
Plan pour la deuxième question:
En quoi les primitives sont-elles utiles pour modéliser la chute d’un corps ?
1) Introduction
2) comprendre et utiliser les primitives
a.
Définir les primitives et leurs utilisations dans les mathématiques
b.
Utilisation de la primitives dans la mécanique
3) Modélisation de la chute d’un corps
a.
Déterminer les conditions initiale de la chute
b.
Analyser des résultats obtenus à partir de primitives et comparer avec les
résultats expérimentaux
4) Conclusion
1
introduction
Il vous ai peut-être déjà un jours arrivé de vous demandez comment les premiers
scientifiques (exemple : Galilée, Newton) ont compris la chute des corps ? En effet
la modélisation de la chute d'un corps est un problème fondamental en physique.
Pour résoudre ce problème, les mathématiques offrent un outil puissant : les
primitives.
Aujourd'hui nous allons découvrir comment les primitives peuvent
être la clé pour modéliser ce phénomène fascinant.
Une primitive est la fonction
qui, lorsqu'elle est dérivée, donne une fonction.
Autrement dit, la primitive est
l'opération inverse de la dérivation.
Les primitives sont également utilisées dans
divers domaines mathématiques, physiques, astronomiques, etc.
Les primitives
sont utilisées pour calculer l'aire sous une courbe donnée et pour résoudre des
problèmes mathématiques tels que le calcul de la distance parcourue par un
objet en mouvement qui s'effectue par le produit de la vitesse et du temps ou le
calcul du travail effectué par une force (formule : WAB =AB×AB×cos(
α) et WAB est
en Joule, AB en m ).
Envisager la chute d'un corps comme un problème physique,
c'est se confronter à une multitude de variables en interaction, telles que la
gravité, la masse du corps, et les forces de frottement.
Ainsi, comment pouvonsnous utiliser les primitives pour modéliser efficacement ce phénomène
complexe et en comprendre les divers aspects ? Pour répondre à cette question,
2
Développement
3
·
Dans le domaine de la mécanique, les primitives sont largement utilisées
pour modéliser et résoudre des problèmes impliquant le mouvement des
objets par exemple, pour déterminer des grandeurs cinématiques ,
calculer des travaux et des anergies, prédire des trajectoires, étudier des
forces et des moments ...etc.
Pour la chute d'un corps, les primitives sont
employées pour déterminer des grandeurs telles que la vitesse, la position
et l'accélération en fonction du temps.
En utilisant les lois du mouvement
de Newton et en intégrant les équations différentielles correspondantes,
nous pouvons obtenir des expressions mathématiques décrivant le
mouvement du corps en chute libre.En résumé, les primitives jouent un rôle
crucial dans la mécanique en permettant d'exprimer mathématiquement
les lois du mouvement, les forces agissant sur les objets, et les
interactions entre ceux-ci.
Elles offrent un cadre puissant pour modéliser
et résoudre une grande variété de problèmes liés au mouvement et aux
interactions des objets dans l'espace et dans le temps.
·
Maintenant que j’ai introduit l'utilité des primitives en mécanique, je vais
me concentrer sur la modélisation de la chute d'un corps.
Pour modéliser
mathématiquement la chute d'un corps, j’ai besoin de connaître les
conditions initiales, c’est-à-dire la hauteur initiale de l'objet et sa vitesse
initiale, et d'utiliser les primitives pour calculer sa trajectoire en fonction
du temps.
D'autres facteurs agissent sur l’objet : la force de la gravité
exerce sur le corps en chute libre en accélérant sa chute vers le sol.
La
résistance de l'air ralentit la chute du corps.
Pour simplifier les calculs, on
néglige les frottements de l’air.La deuxième loi de Newton peut être utilisée
avec les primitives pour modéliser la chute d'un corps.
La modélisation
mathématique de la chute d'un corps implique de résoudre des équations
différentielles (par définition une équation différentielle est une équation
mathématique qui implique une fonction inconnue et une ou plusieurs de
ses dérivées.
Elle exprime généralement une relation entre la fonction
inconnue, ses dérivées....
»
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