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Saut en parachute, energie mecanique...

Posté par
droitObut
11-01-09 à 13:20

Bonjour a tous, je poste cet exerciçes car j'ai du mal a le résoudre, je bloque dès la question 1) :s           Je pense être capable de faire la suite mais cette première question je bloque dessus ne voyant pas le rapport avec Ec, Ep ou encore Em

L'énonçé :

sujet: travail d'une force, enrgie cinetique, energie potentiel de pesanteur
g=9.8N.kg-1
1) Au cours d'un saut à très haute altitude (40 000m) , un parachutiste s'elance sans vitesse initial d'une nacelle. L'air etant très rarifié à cette altitude, il tombe en chute libre et depasse la vitesse du son qui est, à la temperature ambiante de 1 067 km.h-1. Calculer la hauteur de chute necessaire pour que le parachutiste atteigne la vitesse du son.

2)Au cours d'un saut classique, un parachutiste et son equipement, ont au total une masse de m=80kg . Le parachutiste s'elance d'un ballon immobile situé à 1 000m d'altitude. Le parachutiste est modelisé par un solide en mouvement de translation , gardant le meme etat au cours de la chute . Dans la premiere phasedu saut , le parachute n'est pas deployé. Le parachutiste atteint l'altitude 450m avec une vitesse de 50m.s-1.

a) Calculer les variation de l'energie cinetique et de l'energie potentiel de pesanteure du parachutiste au cours de ce deplacement.

b)Calculer le travail de la resistance de l'air.

c) Representer l'evolution des energies concernant le parachutiste à l'aide d'un diagramme .

3) Arrivé à l'altitude 450m , le parachutiste declenche l'ouverture du parachute. Il arrive au sol avec une vitesse de 4.4m.s-1
Calculer à nouveau le travail de la resistance de l'air pendant cette phase de saut.



sujet: travail d'une force, enrgie cinetique, energie potentiel de pesanteur
g=9.8N.kg-1
1) Au cours d'un saut à très haute altitude (40 000m) , un parachutiste s'elance sans vitesse initial d'une nacelle. L'air etant très rarifié à cette altitude, il tombe en chute libre et depasse la vitesse du son qui est, à la temperature ambiante de 1 067 km.h-1. Calculer la hauteur de chute necessaire pour que le parachutiste atteigne la vitesse du son.

2)Au cours d'un saut classique, un parachutiste et son equipement, ont au total une masse de m=80kg . Le parachutiste s'elance d'un ballon immobile situé à 1 000m d'altitude. Le parachutiste est modelisé par un solide en mouvement de translation , gardant le meme etat au cours de la chute . Dans la premiere phasedu saut , le parachute n'est pas deployé. Le parachutiste atteint l'altitude 450m avec une vitesse de 50m.s-1.

a) Calculer les variation de l'energie cinetique et de l'energie potentiel de pesanteure du parachutiste au cours de ce deplacement.

b)Calculer le travail de la resistance de l'air.

c) Representer l'evolution des energies concernant le parachutiste à l'aide d'un diagramme .

3) Arrivé à l'altitude 450m , le parachutiste declenche l'ouverture du parachute. Il arrive au sol avec une vitesse de 4.4m.s-1
Calculer à nouveau le travail de la resistance de l'air pendant cette phase de saut.

Voila, merçi de bien vouloir m'orienter pour cet exo s'il vous plait. Merçi

Posté par
droitObut
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 13:21

Euh désolé!! le sujet c'est mis en double.


Dsl pour le double post

Posté par
physix
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 13:26

A la hauteur h, Em =  Ec1 + Ep1
Combien vaut Ec1 quand il vient de sauter ?
Combien vaut Ep1 quand il vient de sauter ?
(y en a une des deux qui est nulle)

A la hauteur 0 (là où il atteint la vitesse du son), Em = Ec2 + Ep2
Combien vaut Ec2 ?
Combien vaut Ep2 ?
(y en a une des deux qui est nulle)

Em se conserve (peu ou pas de frottement)

Donc Ec1 + Ep1 = Ec2 + Ep2 ...

Posté par
droitObut
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 13:36

Ec1 est nulle puisqu'il vient de sauter.

Ep1 = mgz = 80 * 9.8 * 40 000               donc Em1 = Ep1+0

Em1 = Em2          

Em2 = Ec2 + Ep2               Mais Ep2 est nulle ?      

Posté par
physix
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 14:13

Si tu prends z = 0 là où il atteint la vitesse du son, oui.
C'est toi qui choisit la référence, le point 0.

Posté par
physix
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 14:14

Il faut donc pas mettre 40000 mètres pour z pour le point où il est laché.

Posté par
droitObut
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 15:00

Donc il est laché au point 0 ? javascript:smiley('');

Posté par
physix
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 15:12

Tu peux choisir le point 0 comme endroit où il a été lâché.

Dans ce cas :
Ec1 = 0 (vitesse nulle)
Ep1 = 0 (z=0)

Ec2 = 1/2 m v²
Ep2 = m g (-h)  (h est la distance parcourue par le parachutiste)

Dans ce cas 0 + O = 1/2 m v² - m g h

etc etc etc




Tu peux choisir le point 0 comme endroit où il atteint la vitesse du son

Dans ce cas :
Ec1 = 0 (vitesse nulle)
Ep1 = m g h

Ec2 = 1/2 m v²
Ep2 = 0  (h est la distance parcourue par le parachutiste)

Dans ce cas 0 + m g h = 1/2 m v² + 0

etc etc etc

au final tu trouves la même chose. Ton résultat ne dépend pas de l'endroit où tu choisi z=0

Attention, avant de répondre, relis bien la question et fais attention aux unités.

Posté par
droitObut
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 15:47

Aie, jtrouve une valeur trop grande :

0+ mgh = 1/2mV² + 0

80*9.8 * h = 1/2 (9.8) * 1067²

h=... une valeur très grande


A moins qu'il ne faut pas h

Posté par
physix
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 16:32

Attention, tu as mis 9,8 pour m

m en kg -> Ok
g en N/kg -> Ok
v en m/s -> Pas Ok

Tu trouves h en m.

Posté par
physix
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 16:36

Je trouve 4482 m environ si j'ai pas fais d'erreur.

Posté par
cotedazur83
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 18:09

Bonsoir,
la première chose était déja de convertir les km/h en m/s n'est ce pas.
1067000/3600 = 296.4 m/s
Pour h,  c'est bien cela.
En réalité il y a plusieur façon de la calculer.

Posté par
droitObut
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 19:09

Ah oui d'accord.

En tout cas merçi de vos réponses, j'ai réussi l'exerçice sauf la dernière question a laquelle je bloque un peut

L'energie cinétique augmente ou diminue ? enfin vu qu'il n'y a pas de frottements...

Posté par
cotedazur83
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 19:16

Il y a justement des frottements du à l'air, regarde bien tes questions, on te demande de calculer à  le travail de la resistance de l'air pendant cette phase de saut.
Lorsque l'energie cinétique diminue , c'est l'énergie potentielle qui monte. Et en cas de frottement (comme celui de l'air) l' Em diminue, elle n'est plus constante.

Posté par
cotedazur83
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 19:47

je t'aide un peu pour le dernier
Il y a au moins deux façons d'y arriver
Je vais prendre l'une d'elle
Je plante le décor le point A 450M d'altitude et Vb =50m/s , le point B altitude 0   Vb = 4.4m/s
donc
Ema= ECa+ EPa
Ema = 1/2mV²a + m.g.za
Ema = 0.5x80x50² + 80x9.8x450 = 452800 joules

Emb = ECB+EPB
Emc = 1/2mV²b+m.g.zb  or m.g.zb= 0
Emb = 1/2mV²b
      0.5x80x(4.4)²= 774.4 joules
Le travail de la force de frottement de l'air sur le parachutiste
est EmB-EmA = 774.4 - 452800 = - 452025.6 joules ALORS
W ab (f) = Emb-Emc= -452025.6 joules
En présence du frottement l'em diminue , elle se transforme en énergie calorifique
la variation de l'em = wab (f), mais la vitesse diminue plus la force de frottement diminue aussi.

Posté par
droitObut
re : Saut en parachute, energie mecanique... 11-01-09 à 20:41

Ouah merçi pour cette réponse c'est vraiment gentil de votre part, je n'ai pas encore vu l'énergie calorifiante masi au moins je sais a quoi m'attendre.


Merçi de m'avoir aider pour cet exo en tout cas

Posté par
Emmou
re : Saut en parachute, energie mecanique... 05-03-14 à 15:25

Bonjour !
J'ai le même exercice et je bloque juste sur la question 2c avec le diagramme .. Pourriez vous m'aider SVP ? Merci !

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