Comprendre la physique

* Mouvement de projectile: La trajectoire du football est un exemple classique du mouvement de projectile, où la seule force qui y agit est la gravité après le coup de pied initial.

* Composants horizontaux et verticaux: Nous devons considérer les composantes horizontales (x) et verticales (y) de la vitesse du football.

* heure du vol: Le temps que le ballon passe dans l'air est lié à sa vitesse verticale.

* Range: La distance horizontale parcourue (50 m) est liée à la vitesse horizontale et au temps de vol.

Solution

1. Mouvement vertical:

* Nous savons que le temps de vol (t) est de 3 secondes.

* L'accélération due à la gravité (g) est de -9,8 m / s².

* Utilisation de l'équation:

* t =2 * (v_y / g) (où v_y est la vitesse verticale initiale)

* Nous pouvons résoudre pour V_Y:

* v_y =(g * t) / 2 =(-9.8 m / s² * 3 s) / 2 =-14.7 m / s

* Le signe négatif indique que la vitesse verticale initiale est vers le haut.

2. Mouvement horizontal:

* La vitesse horizontale (V_X) reste constante tout au long du vol.

* Nous pouvons utiliser la plage (r) et le temps (t) pour trouver v_x:

* R =v_x * t

* v_x =r / t =50 m / 3 s =16,67 m / s

3. angle de coup de pied (θ):

* L'angle du coup de pied (θ) est lié aux composants horizontaux et verticaux de la vitesse:

* tan (θ) =v_y / v_x

* θ =arctan (v_y / v_x) =arctan (-14,7 m / s / 16,67 m / s) ≈ -41,8 °

Remarque importante: L'angle est négatif car la vitesse verticale initiale est vers le haut. Pour exprimer l'angle par rapport à l'horizontal, nous prenons la valeur absolue:

Par conséquent, l'angle du coup de pied est à environ 41,8 ° au-dessus de l'horizontal.