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Niveau première
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Exercice saut à l'élastique .

Posté par
brutalisheart
20-03-16 à 15:55

Bonjour, je suis actuellement en première s et j'ai un devoir maison de physique chimie. Le sujet étant celui ci :
La plus haute plateforme de saut à l'élastique d'Amérique du nord se trouve au Canada. Cette plateforme de saut surplombe les eaux turquoises d'un réservoir de 50 m de profondeur. Depuis la plateforme, on peut sauter d'une hauteur de 61m et avoir le corps qui plonge dans l'eau.
Loriane a effectué un saut à l'élastique sur cette plateforme. Sa taille est de 1.75m et sa masse est de 63kg. On lui a prévenu qu'elle pouvait rentrer dans l'eau jusqu'au genou mais seules ses mains on touché l'eau.
Donnée :
• Lorsque l'élastique n'est ni comprimé ni étiré, on peut choisir Epe= 0J. La longueur de l'élastique est donc appelée <<longueur à vide>>.
• Lorsque la longueur de l'élastique varie d'une longueur d'allongement Delta l, on peut modéliser son énergie potentielle élastique par la relation Epe= 1/2k(delta l)2 où k constante de raideur élastique.
Donnée sir le saut de Loriane:
• élastique adapté à la masse m du sauteur : 60kg<m<90kg
•longueur de l'élastique à vide : lo=14.6m
•longueur maximum de l'élastique : lmax= 4×lo
•longueur de la corde inextensible reliant l'élastique à la plateforme : l1= 5.20m
•constante de raideur élastique :
-pour un allongement maximal de 100% : k1=94.0 N.m-¹
au delà : k2=85.5 N.m-¹

Donnée suplémentaire : 1 N.m-¹= 1J.m-²

Questions :
1) Si le ressort avait été allongé à son maximum, Loriane aurait-elle eu la tête dans l'eau ?
2) Pourquoi Loriane n'a t-elle finalement pas eu la tête dans l'eau lorsqu'elle a effectué son saut ?
3) Sachant que l'énergie mécanique Em du système représente la somme de l'énergie cinétique Etc et des énergies potentielles élastiques Epe et de pesanteur Epp, calculer l'énergie mécanique Em initiale du système {Loriane} à l'instant où Loriane quitte la plateforme.
4) Si l'on utilise les caractéristiques de l'élastique communiquées, les calculs montrent que, lorsque Loriane est à 15m au-dessus du niveau de l'eau, la somme de l'énergie potentielle élastique Épée et de l'énergie potentielle de pesanteur Epp du système est égale à l'énergie mécanique initiale . Les caractéristiques de l'élastique utilisé pour le saut sont-elles compatibles avec les propos dit sur Loriane ? Sinon, proposer une explication.

Concernant mon cas, j'ai réussit à répondre qu'à la question 1) . J'ai réalisé le calcul suivant :
4×lo + 1.75 + 5.20 = 4×14.6 +1.75+5.50 = 65.35m
Après avoir additionner la longueur maximum de l'élastique, la taille de Loriane et la longueur de la corde inextensible reliant l'élastique à la plateforme, Loriane aurait eu la tête dans l'eau lorsque le ressort aurait été allongé à son maximum car elle aurait fait une chute de 65.35m et dès 61m, on a le corps qui plonge dans l'eau.
Pouvez vous m'aider pour les autres questions et corriger ma réponse pour la première question en qu'à de fautes, merci d'avance ..



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