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Devoir Maison Physique: Ski Nautique !

Posté par
-Lou
13-02-11 à 12:52

Bonjour,

J'ai un exercice de Physique que je n'ai pas bien compris..

Le skieur de masse 70kg partant sans vitesse initiale du point A est tracté par un canot par l'intermédiaire d'un câble tendu, parallèle au plan d'eau. Après un parcours de 200m, la skieur atteint la vitesse de 72km/h au point B.

1) Quel est le travail de la résultante horizontale des forces exercées sur le skieur?
Pour cette question, j'ai trouvé les forces, je les ai dessiné, j'ai fais le DOC, manque-t-il qqch?

2) Les forces étant supposées constantes, en déduire la valeur de la résultante horizontale.
J'ai utilisé le théorème de l'énergie cinétique:  Ec = WAB (Fext)
Puis j'ai calculé: et j'ai trouvé que Ecb= 1:27020² = 14 000 J Est-ce ça?

3) Le skieur lâche le cable et aborde un tremplin de longueur BC = 10m et de hauteur CH = 5m au dessus du plan d'eau. Les frottements moyens le long du tremplin sont equivalents à une force constante de 500N. Calculer la vitesse du skieur au point C, sommet du tremplin.
Je comptais faire Ec = 1:2mv² et après v² = Ec:m 2 mais je ne suis pas du tout sur de moi. Qu'en pensez-vous?

4) Le skieur effectue le saut. On néglige les frottements de l'air. La vitesse au sommet D de la trajectoire du skieur est v = 9m/s. Quelle est la hauteur du point D, sommet de sa trajectoire?
La je sèche.. toujours la meme formule? Ou la formule de l'énergie potentielle peut-être vu que l'on veut une altitude?

5) Avec quelle valeur de la vitesse, le skieur retombe-t-il sur le plan d'eau?
La je ne vois pas..

Merci de m'orienter s'il vous plaît, le plus vite possible car c'est un devoir maison à rendre pour demain.. et j'aimerais bien décrocher un Merci à tous !

Posté par
jeb5292
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 14:44

Salut !

1) Oui, il manque le plus important Calculer le travail de la résultante horizontale des forces exercées sur le skieur. Dans la première partie de l'exercice, seule la force du câble travaille (Les autres forces étant perpendiculaire au mouvement).

Avec le Théorème de l'énergie cinétique (TEC), tu peux écrire : \frac{1}{2}mv_B^2=W_{\vec{AB}}(\vec{F}). Tu n'as plus qu'à faire l'application numérique (En faisant attention avec les unité : m en kg, v en m.s^{-1}, et le travail en J)

2) Avec ce que tu as trouvé précédemment et avec la définition du travail, tu as : W_{\vec{AB}}(\vec{F})=F.AB.cos(\vec{F},\vec{AB}). L'angle formé étant égal à 0, cos(0)=1, tu en déduis W_{\vec{AB}}(\vec{F})=F.AB, soit, F=\frac{W_{\vec{AB}}(\vec{F})}{AB}. Encore une fois, je te laisse faire l'application numérique, (F sera en Newton)

3) Pour répondre à cette question, le plus simple revient à utiliser l'énergie potentielle de pesanteur (Histoire d'éviter d'avoir à calculer un angle) et le TEC. Si une force est conservative alors E_P(\vec{F})=-W(\vec{F}). Dans cette partie, on ne peux appliquer cela qu'au poids (Les frottements n'étant pas conservatifs) : E_{pp}=m.g.CH d'où W_{\vec{BC}}(\vec{P})=-m.g.CH. Pour calculer le travail des frottements, il faut utiliser une nouvelle fois la définition du travail, soit : W_{\vec{BC}}(\vec{F})=F.BC.cos(\vec{F},\vec{BC}), d'où, W_{\vec{BC}}(\vec{F})=-F.BC

Ensuite, pour calculer la vitesse en B, il te restes à appliquer le TEC : \frac{1}{2}mv_C^2-\frac{1}{2}mv_B^2=-m.g.CH-F.BC. Après mes calculs, je trouves : v_C=\sqrt{-2.g.CH-\frac{2.F.BC}{m}+v_B^2} (Je t'invite à vérifier mes calculs, on sait jamais, je me suis peut-être trompé )

4) Pour cette question, je vais juste te donner la méthode : Tu as raison, il faut effectivement se servir de l'énergie potentielle, mais également du TEC. Ici, seul le poids travail, et comme tu as la vitesse en C (que tu as calculé avant) et la vitesse en D, tu peux appliquer le TEC pour calculer le travail du poids. Comme le poids est une force conservative, tu utiliser la définition W(\vec{P})=-E_{pp}. Ensuite, pour avoir l'altitude, tu sais que E_{pp}=m.g.H, tu as toutes les informations exceptées H (La hauteur), tu ne devrais pas avoir trop de mal à t'en sortir

5) Applique encore une fois le TEC ! Une seule force travail, le poids, tu connais l'expression de ce travail (-m.g.H). Tu dois pouvoir trouver sans problème la vitesse à laquelle le skieur retombe dans l'eau

Bon courage

Posté par
-Lou
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 14:49

Ah merci c'est trop cool ! Je n'attendais pas une réponse aussi rapide et détaillée, je me sentais déjà de dire à la prof que j'avais rien compris à cet exo.. :S Je vais faire tout ça et puis je verrais si j'ai tout bien compris, en tout cas c'est super gentil d'avoir pris du temps pour m'aider. Merci beaucoup beaucoup .

Posté par
jeb5292
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 15:11

Pas de soucis, si tu as d'autres questions, je devrais repasser dans l'aprem

Posté par
J-P
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 15:13

Revoila encore ce problème à la con.

Pour la Xième fois, ce problème revient avec les mêmes conneries dans les données.

La donnée pour le "saut" après le tremplin : "La vitesse au sommet D de la trajectoire du skieur est v = 9m/s" est incompatible avec les données :
" On néglige les frottements de l'air" et la vitesse calculée en C et l'angle du tremplin (donné par BC et CH).

Il est possible de calculer la vitesse en haut de trajectoire à partir des autres données (pas de frottement dans l'air, angle du tremplin et vitesse en C) ... et cette vitesse n'est pas celle donnée de 9 m/s dans l'énoncé.

Ce problème se retrouve partout et les profs qui l'utilisent recopient les conneries sans sourciller, c'est lamentable.

Posté par
-Lou
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 15:15

C'est un exercice dans un livre, ce n'est donc pas le prof qui a mis cette erreur, néanmoins je n'ai pas le choix, je fais avec.. :S

Posté par
J-P
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 15:30

Et bien, il y a une erreur dans le livre ...

Cela ne devrait pas empêcher les profs de s'en apercevoir.

Posté par
-Lou
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 13-02-11 à 21:59

Bon bah merci beaucoup Jeb5292, j'ai fais de mon mieux mais j'ai beaucoup mieux compris dans tous les cas, c'est vraiment gentil. A bientôt j'espère !

Posté par
J-P
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 14-02-11 à 08:31

Le problème a été traité par exemple ici : Ski nautique

... Avec l'explication sur les données incompatibles de l'énoncé.

Posté par
Jordanshrek
pour modome crevette 13-03-11 à 16:28

donc c'est 2520000 joule déja pour le C et je te calcul le reste

Posté par
Jordanshrek
crevette 13-03-11 à 16:30

pour le 1 pardon !

Posté par
Jordanshrek
ma ptite crevette 13-03-11 à 16:35

alors c'est très symple, tu prend le vexteur de 14 que tu multipli par la distance que le skieur parcours, au final tu soustrait le poid des ski et tu divise le tout par le poid du skieur, ce ki donne 850 m.s -1 après tu fait le pourcentage de ce résultat et tu trouve par 850 de 1252 et sa te donne que t'es trop magnifique comme crevette

Posté par
Jordanshrek
crevette 13-03-11 à 16:36

est ce qu'elle est douce comme une peau de bébé au faite? jpeux te faire des bisoux partout? enfin bref, tu craquera dans moins d'un mois !

Posté par
Jordanshrek
. 13-03-11 à 16:40

bon je me retire de ce forum louise, et je te laisse travaillé

Posté par
Kawa36
re : Devoir Maison Physique: Ski Nautique ! 21-04-11 à 14:09

Bonjour, j'ai le même exercice à faire, seulement à partir de la question 4 je ne comprend plus et je n'arrive pas à comprendre vos explications car je ne comprend rien  à ce chapitre. J'espère que vous pourrez m'aider ! Merci beaucoup d'avance



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