La physique derrière la capture des œufs: une application de l'impulsion et de la quantité de mouvement





Question: Vous et un ami participez à un concours de lancer d’œufs. Le but de ce concours est de lancer un œuf sur la plus grande distance possible sans qu’il se fende ou s’ouvre. Décrivez votre stratégie pour attraper les œufs qui ont été jetés sur une longue distance sans qu’ils ne se cassent en physique. Utilisez des termes comme impulsion et élan.

La réponse de l'étudiant était:

Lorsque vous essayez d'attraper un œuf à la plus grande distance, vous devez garder à l'esprit plusieurs points. Des choses telles que le poids de l'œuf, la distance à laquelle vous le lancez et la façon dont vous attrapez l'œuf peuvent changer considérablement les résultats.

Tout d’abord, lorsqu’on jette quelque chose d’aussi petit qu’un œuf, il faut garder à l’esprit que plus la distance est grande, plus la force exercée pour le lancer est grande. Avec plus de force exercée dans l'œuf, plus il y aura d'élan. Ceci est particulièrement important lorsque vous attrapez l'oeuf, car l'attraper dans le mauvais sens peut entraîner sa rupture.

La capture de l'œuf peut être particulièrement difficile, car l'œuf est très fragile et fragile. Afin de réduire l'élan, vous devez saisir l'œuf par ses côtés pour qu'il ne vous éclabousse pas. L'impulsion de l'œuf, qui est sa force moyenne sur une période de temps, doit être réduite afin d'assurer un atterrissage sûr pour l'œuf. En attrapant l'œuf par les côtés, vous réduisez son élan et son impulsion pour que l'œuf tombe plus tard dans votre paume.

La réponse du tuteur était la suivante: Pour gagner le concours, nous devons lancer l'œuf le plus haut possible. Donc, quand il tombera, il aura aussi une vitesse élevée. La masse de l'œuf est fixée. Donc, si nous devons gagner cette compétition, nous devrions être prêts à faire face à une forte dynamique que nous recevrons quand elle tombera. Disons que nous prenons le temps "t" pour attraper cet oeuf. Donc, la force lors de la capture de l'œuf sera "F" donnée par:

F * t = m (vf-vi)

Donc, F = m (vf-vi) / t

Et nous avons déjà vu que la masse m est fixée.

De plus, Vf = 0 car l'œuf s'immobilise enfin après la capture.

Vi est la vitesse qui était là juste avant d'attraper l'œuf et nous l'avons déjà vu, ce sera très élevé si nous voulons gagner le concours.

Maintenant, afin de diminuer la force, la seule chose que nous puissions faire est de garder le temps de contact avec les mains "t" aussi haut que possible.

Si nous faisons cela, nous pourrons réduire la force F à une limite telle que l'œuf, même s'il est assez fragile, ne se brise pas.

Pour augmenter le temps de contact, nous devons attraper l'œuf en action rapide. Nous devons déplacer nos mains vers le bas afin que la vitesse relative entre la main et l'œuf diminue. Cela augmentera effectivement le temps "t" et par conséquent la force F sera réduite.

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