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Chapitre 13
Exercice corrigé
Saut en parachute
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Énoncé
Compétence(s)
REA : Effectuer des mesures
REA : Effectuer des calculs littéraux et numériques
RAI/MOD : Faire un bilan des forces
REA : Effectuer des calculs littéraux et numériques
RAI/MOD : Faire un bilan des forces
On a représenté les vecteurs vitesse d'une parachutiste munie de son parachute, pour chacune de ses positions successives, à partir de l'instant où elle ouvre son parachute (). Dans cette étude, le système {parachutiste parachute} est assimilé à un point matériel
Étude cinématique
1. Calculer les valeurs de et et tracer le vecteur variation de vitesse au point Donner ses caractéristiques.
Étude dynamique
2. Quelles sont les forces qui s'appliquent sur le système {parachutiste parachute} ? Donner leur direction et leur sens.
3. En appliquant la deuxième loi de Newton, calculer la résultante des forces appliquées au point Donner son sens et sa direction.
4. En déduire l'intensité de la force exercée par l'air au point
1. Calculer les valeurs de et et tracer le vecteur variation de vitesse au point Donner ses caractéristiques.
Étude dynamique
2. Quelles sont les forces qui s'appliquent sur le système {parachutiste parachute} ? Donner leur direction et leur sens.
3. En appliquant la deuxième loi de Newton, calculer la résultante des forces appliquées au point Donner son sens et sa direction.
4. En déduire l'intensité de la force exercée par l'air au point
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Analyse de l'énoncé
1.
Donner la direction, le sens et la longueur du vecteur variation de vitesse ?
2. Identifier les forces qui s'appliquent sur le système {parachutiste parachute} et leurs caractéristiques.
3. Écrire la deuxième loi de Newton au point entre les instants et
4. Écrire la relation entre , le poids et la force de freinage .
2. Identifier les forces qui s'appliquent sur le système {parachutiste parachute} et leurs caractéristiques.
3. Écrire la deuxième loi de Newton au point entre les instants et
4. Écrire la relation entre , le poids et la force de freinage .
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- Masse du système :
90 kg ; - Intensité de pesanteur : 9,81 N·kg-1.
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Solution rédigée
1.
carreaux m ;
m/s. De même :
m ; m/s.
m/s
est vertical vers le haut.
m/s. De même :
m ; m/s.
m/s
est vertical vers le haut.
2.
Les forces qui s'appliquent sur le système sont :
3. D'après la deuxième loi de Newton, appliquée au point matériel à l'instant :
est de même direction et même sens que : vertical vers le haut, et a pour intensité : N (1).
4. Par projection sur l'axe vertical, :
N.
- le poids vertical vers le bas ;
- la force de freinage du parachute verticale vers le haut.
3. D'après la deuxième loi de Newton, appliquée au point matériel à l'instant :
est de même direction et même sens que : vertical vers le haut, et a pour intensité : N (1).
4. Par projection sur l'axe vertical, :
N.
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Pour bien répondre
1.
Le vecteur se construit en reportant le vecteur au point , puis l'opposé du vecteur à l'extrémité du vecteur
2. Le système est soumis à l'action de la Terre et à l'action de l'air.
3. Écrire la relation vectorielle puis scalaire entre et Réaliser l'application numérique en faisant attention aux unités et en respectant le nombre de chiffres significatifs.
4. Schématiser , le poids et la force de freinage et en déduire la relation liant l'intensité de ces forces.
2. Le système est soumis à l'action de la Terre et à l'action de l'air.
3. Écrire la relation vectorielle puis scalaire entre et Réaliser l'application numérique en faisant attention aux unités et en respectant le nombre de chiffres significatifs.
4. Schématiser , le poids et la force de freinage et en déduire la relation liant l'intensité de ces forces.
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17Mise en application
Avant l'ouverture du parachute, la variation de vitesse entre l'instant s et s vaut m·s-1.
1. Calculer la résultante des forces s'exerçant sur le système {parachutiste parachute} à l'instant s.
2. En déduire l'intensité de la force exercée par l'air.
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