Bonsoir à tous, pouvez vous m'aidez à traiter cet exercice non noté s'il vous plaît.



Un skieur glisse sur une piste inclinée d'un angle de 20° par rapport à l'horizontale suivant une trajectoire rectiligne. La masse du système {skieur + skis} est de 85 kg. Donnée : g = 9,81 N.kg-1.
Le skieur s'élance en poussant sur les bâtons, il se met en position de recherche de vitesse et au bout de quelques instants il atteint une vitesse constante. La force de résistance de l'air n'est pas négligeable, c'est une force constante F = 75 N opposée au mouvement et parallèle à la pente. La direction de la réaction R du sol forme un angle de 75° avec la pente.

1/ Le skieur est-il un système pseudo-isolé ? Justifier.
2/ Faire le bilan des forces extérieures appliquées au système.
3/ Déterminer la valeur de R par la méthode analytique.

4/ Sur un schéma, échelle  1 cm pour 100 N, construire les vecteurs forces. Déduire alors graphiquement la valeur f des forces de frottements exercées par le sol.


Voici mes réponses:

1° Un système pseudo-isolé est un système où les forces extérieures appliquées à lui sont nulles. Ici, la vitesse est constante, et nous sommes dans le référentiel terrestre supposé Galiléen, par conséquent, le système est bien pseudo-isolé.

Veuillez me dire les erreurs dans cette réponse, merci.

2° Plusieurs forces s'appliquent au système:

Tout d'abord, le système est soumis à son Poids, P (en gras, ce sont des vecteurs) de direction verticale, et le sens est vers le bas.
Norme: P=mg=85 x 9.8= 833N

Ensuite, le système est soumis à la force de résistance de l'air de norme 75N (donnée dans l'énonce).
Par contre, je voudrais vous demander, quel est son point d'application ? Quel est la direction ( horizontale je suppose et parallèle à la piste) et quel est son sens? Opposé au mouvement je suppose, mais elle serait confondue avec les forces de frottements du sol non?

Et pouvez vous m'expliquez quel est la force de résistance de l'air, quel est son rôle ? De ralentir le mouvement ?

Ensuite, le système est soumis à la Réaction normale du support Rn. De direction verticale et perpendiculaire à la piste. De sens, vers le haut. Norme: Rn

Enfin, les frottements du sol f de direction parallèle à la piste, de sens opposé au mouvement et de norme f.

3° Déterminons la valeur de R par la méthode analytique.
Pour cela , il nous faut préalablement définir un repère orthonormale.

Je vous présente mon repère:

Le repère est donc (O; f; Rn) , vous remarquerez que je n'ai pas représenté les frottements de l'air car comme je vous l'ai dit, je ne sais pas où les placer. Mais de toute façon, cela a peu d'importance vu que leur intensité nous est donné, mais je voudrais bien savoir quand même ^^.

Alors, on détermine les coordonnées:

f (f; 0)
Rn (0; Rn)

Par contre pour P, j'ai un peu de mal à trouver ses coordonnées, je sais qu'il faut utiliser les relations trigonométriques, mais il faut d'abord déterminer les autres angles ( je sais déjà que celui qui va de O au vecteur P fait 70°). Et P ne doit pas être perpendiculaire à la piste, autrement dit dans l'allongement de Rn ?

Si vous pourriez me donner une explication de comment trouver les coordonnées de P dans ce cas là, je pourrais trouver les intensités en utilisant après le principe d'inertie.

Je vous remercie par avance.