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Exo du jour · Physique · Cinématique du point

Quatre chiens sur un carré : quand se rejoignent-ils ?

Énoncé

Quatre chiens sont aux sommets d'un carré de côté aa.

À t=0t=0, chacun court vers le chien suivant (sens trigonométrique), à vitesse constante vv, en le visant toujours.

Quand et où se rejoignent-ils ?

Quelle distance parcourt chacun ?

carré de côté a, sommets A B C D dans le sens trigonométrique, centre O, une flèche de vitesse v sur chaque sommet dirigée vers le sommet suivant
Figure : Quatre chiens aux sommets d'un carré de côté aa, chacun visant le suivant à la vitesse vv

Les étapes clés

  1. Invariance par quart de tour : carré qui tourne et rétrécit, rencontre au centre OO
  2. Vitesse à π/4\pi/4 de la direction de OO : r˙=−v/2\dot r=-v/\sqrt2, avec r(0)=a/2r(0)=a/\sqrt2
  3. Rencontre : r=0r=0 au bout de t=a/vt=a/v, en OO
  4. Distance parcourue par chaque chien : un côté, aa

Voir l'exo en vidéo ↗

Le corrigé détaillé

Le corrigé détaillé : accès Sup et Spé+

Chaque étape en formule, justifiée, avec le théorème du cours.

Essayer Sup et Spé+

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