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Exercice corrigé : Chute d'une goutte avec frottements

Modéliser par une équation différentielleRésoudre une équation y' = ay + bCalculer une primitive vérifiant une conditionInterpréter une limite

Une goutte d'eau tombe sans vitesse initiale. On note $v(t)$ sa vitesse en m/s à l'instant $t$ en secondes. Compte tenu des frottements de l'air, on admet que $$v'(t)=9{,}8-0{,}5\,v(t)\quad\text{pour } t\geqslant0,\qquad v(0)=0.$$

  1. Déterminer $v(t)$.
  2. Déterminer la limite de $v(t)$ quand $t$ tend vers $+\infty$. Interpréter.
  3. Au bout de combien de temps la goutte atteint-elle $95\,\%$ de cette vitesse limite ? Valeur exacte puis arrondi au dixième de seconde.
  4. On note $d(t)$ la distance parcourue en mètres, avec $d(0)=0$ et $d'(t)=v(t)$. Déterminer $d(t)$.
  5. Calculer la distance parcourue pendant les $10$ premières secondes, arrondie au dixième de mètre, et la comparer à celle obtenue si la goutte avait eu sa vitesse limite dès le départ.

Le cours associé

Primitives et équations différentielles

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