La hauteur maximale est atteinte lorsque la vitesse verticale est nulle. La vitesse verticale est donnée par la dérivée de la fonction hauteur \( h(t) \).
\[ h(t) = -\frac{1}{2} g t^{2} + v_{0} t + 2 \]
La dérivée de \( h(t) \) est :
\[ h'(t) = -g t + v_{0} \]
Pour trouver le temps \( t \) où la hauteur est maximale, on résout \( h'(t) = 0 \) :
\[ -g t + v_{0} = 0 \]
\[ t = \frac{v_{0}}{g} \]
On substitue \( t = \frac{v_{0}}{g} \) dans l'expression de \( h(t) \) pour obtenir la hauteur maximale :
\[ h\left(\frac{v_{0}}{g}\right) = -\frac{1}{2} g \left(\frac{v_{0}}{g}\right)^{2} + v_{0} \left(\frac{v_{0}}{g}\right) + 2 \]
\[ h\left(\frac{v_{0}}{g}\right) = -\frac{1}{2} \frac{v_{0}^{2}}{g} + \frac{v_{0}^{2}}{g} + 2 \]
\[ h\left(\frac{v_{0}}{g}\right) = \frac{v_{0}^{2}}{2g} + 2 \]
\[
\boxed{h_{\text{max}} = \frac{v_{0}^{2}}{2g} + 2}
\]
On cherche les valeurs de \( t \) pour lesquelles \( h(t) = 2 \) :
\[ -\frac{1}{2} g t^{2} + v_{0} t + 2 = 2 \]
\[ -\frac{1}{2} g t^{2} + v_{0} t = 0 \]
\[ t \left( -\frac{1}{2} g t + v_{0} \right) = 0 \]
Les solutions sont :
\[ t = 0 \quad \text{ou} \quad -\frac{1}{2} g t + v_{0} = 0 \]
\[ t = 0 \quad \text{ou} \quad t = \frac{2v_{0}}{g} \]
\[
\boxed{t = 0 \text{ ou } t = \frac{2v_{0}}{g}}
\]
Le projectile touche le sol lorsque \( h(t) = 0 \) :
\[ -\frac{1}{2} g t^{2} + v_{0} t + 2 = 0 \]
\[ -5 t^{2} + 10 t + 2 = 0 \]
On résout cette équation quadratique en utilisant la formule quadratique :
\[ t = \frac{-b \pm \sqrt{b^{2} - 4ac}}{2a} \]
où \( a = -5 \), \( b = 10 \), et \( c = 2 \).
\[ t = \frac{-10 \pm \sqrt{10^{2} - 4(-5)(2)}}{2(-5)} \]
\[ t = \frac{-10 \pm \sqrt{100 + 40}}{-10} \]
\[ t = \frac{-10 \pm \sqrt{140}}{-10} \]
\[ t = \frac{-10 \pm 11.8322}{-10} \]
Les solutions sont :
\[ t = \frac{-10 + 11.8322}{-10} \approx -0.1832 \quad (\text{non physique}) \]
\[ t = \frac{-10 - 11.8322}{-10} \approx 2.1832 \]
\[
\boxed{t \approx 2.2 \, \text{s}}
\]
- \(\boxed{h_{\text{max}} = \frac{v_{0}^{2}}{2g} + 2}\)
- \(\boxed{t = 0 \text{ ou } t = \frac{2v_{0}}{g}}\)
- \(\boxed{t \approx 2.2 \, \text{s}}\)