Exercices 1: Chute Libre.
Lors d'un saut en chute libre, la vitesse atteinte dépend
des frottements de l'air.
Une personne de masse m 78,0 kg réalise un saut
et atteint sa vitesse maximale en 12 s. Si elle
se met
en position horizontale, cette vitesse se stabilise vers
53 m-s-1.
On suppose le mouvement purement vertical.
Q1.1. Réaliser un schéma de la situation dans lequel la personne est représentée par un point
matériel, noté G. Nous utiliserons différentes couleurs
pour :
a. Faire apparaitre sans soucis d'échelle les forces s'exerçant sur cette personne au cours de sa
chute : son poids, noté et la force de frottement de l'air, noté
b. Faire apparaitre sans soucis d'échelle le vecteur variation de vitesse Av'entre le début de la
chute (sans vitesse initiale) et l'instant où la vitesse se stabilise.
Q1.2. En supposant que nous observons une chute libre (corps soumis qu'à son poids), déterminer la
vitesse atteinte au bout de 12 s. Nous considérons que le
saut
a
débuté sans vitesse initiale.
Q1.3. En comparant la vitesse obtenue en Q1.2 et la vitesse mesurée, indiquer si nous pouvons
effectivement négliger les frottements de l'air.
Q1.4. Nous observons maintenant le parachutiste chuter à une vitesse constante. Que peut-on dire
Av? En déduire la relation qui lie P et f? Justifier à l'aide d'une des lois
de Newton.
Bonus: est proportionnelle à la vitesse v. Ecrire l'expression littérale de la deuxième loi de
Newton dans la première phase de la chute (avant que
la vitesse se stabilise).