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Vidéo de question : Déterminer la variation de quantité de mouvement d’un ballon après une collision connaissant sa vitesse initiale et sa vitesse de rebond Mathématiques

Un ballon en caoutchouc de masse 41 g se déplace horizontalement sur une surface lisse. Il heurte un obstacle à une vitesse de 62 cm/s, puis rebondit dans le sens opposé à 45 cm/s. Calculez la norme de la variation de sa quantité de mouvement comme résultat du choc.

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Transcription de vidéo

Un ballon en caoutchouc de masse 41 grammes se déplace horizontalement sur une surface lisse. Il heurte un obstacle à une vitesse de 62 centimètres par seconde, puis rebondit dans le sens opposé à 45 centimètres par seconde. Calculez la norme de la variation de sa quantité de mouvement comme résultat du choc.

Commençons par faire un schéma de la situation avant et après l’impact. On nous dit dans l’énoncé que la masse du ballon en caoutchouc est de 41 grammes, et cela ne change pas après l’impact avec la barrière. Nous savons qu’avant l’impact, le ballon se déplace à 62 centimètres par seconde vers la barrière. Après l’impact, il se déplace dans le sens opposé avec une vitesse de 45 centimètres par seconde. On nous demande de calculer la variation de la quantité de mouvement. Pour cela, nous pouvons utiliser la formule Δ est égale à 𝑚𝑣 moins 𝑚𝑢, où 𝑚 est la masse de l’objet, 𝑢 est la vitesse initiale et 𝑣 est la vitesse finale.

Dans cette question, nous allons définir la direction positive comme étant la direction vers la barrière. La variation de la quantité de mouvement Δ est donc égale à 41 multiplié par moins 45 moins 41 multiplié par 62. Notons que le 45 prend un signe moins puisque le ballon s’éloigne de la barrière après l’impact. Le membre droit se simplifie en moins 1845 moins 2542. Cela équivaut à moins 4387. Nous avons besoin de la norme de la variation de la quantité de mouvement. La réponse doit donc, être une valeur positive. La norme de la variation de la quantité de mouvement due à l’impact est de 4 387 centimètres grammes par seconde. Notons que dans cette question, l’unité est le gramme centimètre par seconde et non pas l’unité standard le kilogramme mètre par seconde.

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