Bonsoir, j'aurais besoin d'aide pour la dernière question de cet exercice de préparation à la TS.
Merci d'avance
ENONCE :
Lors d'un saut un skieur, initialement immobile, se laisse glisser depuis le haut d'un tremplin. Le but est d'acquérir une vitesse de grande valeur en bas du tremplin pour sauter le plus loin possible. Le sauteur a une masse de 68 kg. On considère que, durant la phase d'élan son énergie mécanique reste constante et on choisit la zone de décélération comme référence des énergies potentielles.
138 m -> départ
entre 138 et 86 m -> élan
86 m -> envol
Le tremplin s'arrête à 86 m
Donnée g= 9.8 N/kg
1. Quelle est l'énergie potentielle de pesanteur du sauteur lors de son départ en haut du tremplin?
2. Comment évolue l'énergie potentielle de pesanteur du sauteur entre le haut et le bas du tremplin? Calculer la variation de cette énergie au cous de cette phase.
3. En déduire la valeur de la vitesse atteinte en bas du tremplin.
MES REPONSES :
Je suis d'accord avec : puis l'application numérique. Par contre, ton résultat a trop de chiffres significatifs. Ici, g et la masse du skieur ne sont données qu'avec deux chiffres significatifs, ton résultat ne doit aussi en avoir que deux alors :
Même problème de chiffre significatif pour la question 2. De plus, essaie d'écrire les choses ainsi :
(où
et
sont les hauteurs du bas et du haut du tremplin)
Puis de faire l'application numérique qui donne :
Pour la question 3 :
Il n'y a pas de frottement sur le tremplin à priori. Du coup quelle grandeur est conservée ? Et quelle relation peux-tu alors écrire entre (énergie cinétique et potentielle) en haut du tremplin et en bas du tremplin ?
D'accord, merci. J'ai rectifié.
Energie cinétique augmente, énergie potentielle diminue
Grandeur conservée : la masse
Relation... je ne sais pas.
Bonsoir
Je suis d'accord avec toi sur le fait que l'énergie cinétique du sauteur augmente lorsqu'il descend le tremplin et que son énergie potentielle de pesanteur diminue. Mais justement, ne connais-tu pas une grandeur, qui fais intervenir à la fois énergie cinétique et énergie potentielle de pesanteur ? C'est cette grandeur qui se conserve lors de la descente du sauteur car il n'y a pas de frottements.
Florian
Je suis d'accord, c'est bien de l'énergie mécanique que je voulais parler. Es-tu d'accord avec moi qu'elle se conserve entre le haut et le bas du tremplin car il n'y a pas de frottements ?
Si tu es d'accord avec moi, peux-tu écrire sous le forme d'une équation le fait que l'énergie mécanique se conserve entre ces deux positions ?
D'accord, on va faire petit pas par petit pas :
Si on note la hauteur du haut du tremplin,
celle du bas du tremplin, peux-tu alors me donner l'expression de l'énergie mécanique du skieur en haut et en bas du tremplin ?
Em = Ec + Epp
En haut du tremplin :
Epp = 9,2 . 104 J
Ec = 1/2 . 68 . 0² = 0
Em = 9,2 . 104 J
En bas du tremplin :
Epp = 0
Ec = Je ne sais pas
C'est presque ça ! En particulier je suis d'accord que en haut du tremplin est nul, et que donc
en haut du tremplin.
Pour l'énergie cinétique en bas du tremplin, elle vaut : .
Peux-tu me donner, de façon littérale (sans chiffres, uniquement avec des formules), l'énergie mécanique du skieur en bas du tremplin ?
Attention, la hauteur du tremplin est à une hauteur , 86 m au dessus de la référence (z = 0). Il faut que tu corrige la valeur de l'énergie potentielle dans ton calcul.
Oui, tout à fait d'accord
Je récapitule :
L'énergie mécanique en haut du tremplin est :
L'énergie mécanique en bas du tremplin est :
Et l'énergie mécanique entre le haut et le bas du tremplin se conserve (elle est donc la même en haut et en bas du tremplin) car il n'y a pas de frottements qui s'exercent sur le skieur.
Peux-tu en déduire l'expression littérale de ?
Cela serait vrai si . Ici
ne sont pas égales, donc ce que tu as écrit n'est pas vrai.
Par contre, la conservation de l'énergie mécanique te permet d'écrire :
Tu vois comment faire désormais pour trouver la valeur de ?
mgh1 - mgh2 = mv² / 2
[ mgh1 - mgh2 ] x 2 = mv²
[(mgh1 - mgh2) x 2 ] / m = v²
Si c'est pas ça,non je sais pas
Oui, c'est cela. Divise encore tout par la masse (car elle apparaît en haut et en bas) puis passe à la racine et tu auras l'expression littérale de
[ [ ( 68 . 9,8 . 138 ) - ( 68 . 9,8 . 86 ) ] . 2 ] / 68 = v²
[ ( 91963,2 - 57310,4 ) . 2 ] / 68 = v²
1019,2 = v²
v = 1019,2
v = 31,9249119
v = 31,9 m/s
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