1. **Énoncé du problème :**
Calculer la position où la bille va tomber (portée) et la taille du panier (rayon) pour attraper la bille.
2. **Formule de la trajectoire :**
La trajectoire d'un projectile lancé avec une vitesse initiale $v_0$ sous un angle $\theta$ est donnée par :
$$y(x) = x \tan \theta - \frac{g x^2}{2 v_0^2 \cos^2 \theta}$$
avec $g$ l'accélération due à la gravité.
3. **Portée (distance horizontale) :**
La bille atterrit au sol, donc $y=0$.
On résout :
$$0 = x \tan \theta - \frac{g x^2}{2 v_0^2 \cos^2 \theta}$$
4. **Calcul de la portée $x = R$ :**
Factorisons $x$ :
$$x \left( \tan \theta - \frac{g x}{2 v_0^2 \cos^2 \theta} \right) = 0$$
La solution $x=0$ correspond au point de départ.
L'autre solution est :
$$\tan \theta = \frac{g x}{2 v_0^2 \cos^2 \theta} \Rightarrow x = \frac{2 v_0^2 \cos^2 \theta \tan \theta}{g}$$
5. **Simplification avec $\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta}$ :**
$$x = \frac{2 v_0^2 \cos^2 \theta \frac{\sin \theta}{\cos \theta}}{g} = \frac{2 v_0^2 \sin \theta \cos \theta}{g}$$
6. **Formule finale de la portée :**
$$\boxed{R = \frac{v_0^2}{g} \sin 2\theta}$$
car $\sin 2\theta = 2 \sin \theta \cos \theta$.
7. **Hauteur maximale $H$ :**
$$H = \frac{v_0^2 \sin^2 \theta}{2g}$$
8. **Rayon du panier $r$ :**
Pour attraper la bille malgré les incertitudes, le rayon $r$ doit couvrir la variation possible de la portée.
Si $R_{min}$ et $R_{max}$ sont les portées extrêmes, alors :
$$r = \frac{R_{max} - R_{min}}{2}$$
9. **Schéma :**
- Origine $O$ au sol.
- Trajectoire parabolique $y(x)$.
- Portée $R$ sur l'axe horizontal.
- Panier centré en $X=R$ avec rayon $r$.
Votre schéma est correct : il montre la trajectoire, la portée $X_{max}$, la hauteur $H$, et le panier avec rayon $r$ centré à $X$.
Portee Bille 878A3C
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.