Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau seconde
Partager :

Chute libre au sens des physiciens

Posté par
Amel
19-05-12 à 20:13

Bonsoir, quelqu'un pourrait il m'aider s'il vous plait?

Pour un physicien, un objet est en chute libre s'il n'est soumis qu'à son poids.
                  
a. Un objet en chute libre peut-il tomber verticalement à vitesse constante? Justifiez;.
b. Les parachutistes en chute libre atteignent très rapidement une vitesse limite constante. Sont-ils réellement en chute libre au sens des physiciens?
c. Quelle autre force s'exerce sur eux? Comparez cette force a leurs poids quand la vitesse limite est atteinte.

Posté par
bibe
re : Chute libre au sens des physiciens 19-05-12 à 20:55

Bonsoir,

a) Si tu appliques le Principe Fondamental de la Dynamique (soit la 2ème loi de Newton):

\sum \vec{F_{ext}}=m.\vec{a_{M/R}}

Tu auras donc une seule force selon l'axe vertical (prenons z comme axe vertical dirigé vers le haut donc le poids est dirigé vers le bas):

m.\ddot z=-m.g
\ddot z=-g

Si on veut la vitesse, on intègre l'accélération par rapport au temps:

\dot z=-g.t+v_0

On voit donc qu'au fur est à mesure que t augmente, la vitesse de l'objet augmentera et ça peu importe sa masse. Deux objets de masses différentes qui tombent en chute libre, tombent à la même vitesse.

Je n'avais pas vu que tu es en seconde, tu n'as pas du voir les intégrales ni la 2ème loi de Newton donc retiens juste la conclusion

b) Qu'est ce que tu as trouvé pour les deux questions restantes?

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 19-05-12 à 22:07

Donc pour le a. Je met oui car la terre émet une force à distance sur lui?
b. J'ai mis non car ils ont une vitesse accéléré puis constante
et c. je ne sais pas

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 14:36


principe d'inertie:

Citation :
tout corps qui est soumis à une force résultante nulle est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme.


et inversement: si un corps est immobile ou est en mouvement rectiligne uniforme, la somme des forces est nulle.

(la force résultante est la somme des forces s'exerçant sur le corps. Il peut n'y avoir qu'une force dans certains cas simples.)

donc:

si un corps est soumis à une force résultante non nulle, sa vitesse varie.

si un corps se déplace en ligne droite à une vitesse constante, la somme des forces est nulle.

maintenant tu dois pouvoir répondre correctement.

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:16

Un objet en chute libre peut tomber verticalement à vitesse constante car si un corps se déplace en ligne droite à une vitesse constante, la somme des forces est nulle. C'est sa si j'ai bien compris?

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:28

a) lis l'énoncé:

Citation :
Pour un physicien, un objet est en chute libre s'il n'est soumis qu'à son poids.


si l'object est en chute libre, quelle force s'applique donc sur lui?

cette force est-elle nulle ?


tu conclus avec le principe d'inertie:

si la force est nulle, la vitesse est constante (et la trajectoire rectiligne)
si la force n'est pas nulle, la vitesse ne peut pas être constante

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:39

C'est son poids qui s'applique sur lui, donc la trajectoire est nulle.
"Si la force est nulle, la vitesse est constante (et la trajectoire rectiligne)"

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:43

Citation :
C'est son poids qui s'applique sur lui, donc la trajectoire est nulle.


la force est effectivement le poids.

cette force est-elle nulle? (ton poids est-il nul ?)

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:45

Ah oui désolé, non son poids n'est pas nul donc sa revient à dire que sa vitesse ne peux pas être constante. ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:47

enfin

oui, on déduit du principe d'inertie qu'un corps soumis à une force non nulle ne peut pas avoir de vitesse constante.

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 19:55

D'accord j'ai compris! merci
pour la b. je dirais: Au sens des physiciens les parachutistes ne sont pas en chute libre car ils ont une vitesse accéléré puis constante c'est bon? :S

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 20:01

c'est vrai que la chute se fait en 2 phases:
- phase d'accélération jusqu'à une certaine vitesse limite
- puis chute à vitesse limite constante (donc il n'accélère plus)

et comme en a) on a montré qu'une "vraie" chute libre ne pouvait pas se faire à vitesse constante, la chute des parachutistes n'est pas une "vraie" chute libre

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 21:23

Oui
En c. je ne comprend plus par contre

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 21:34

lorsque le parachutiste a atteint sa vitesse limite, sa vitesse est constante.
Donc la somme des forces qui s'appliquent sur lui est .... (principe d'inertie, toujours)

et comme le parachutiste est soumis à son poids, on en déduit qu'il est aussi soumis à ...

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 21:39

Il est aussi soumis à sa vitesse?

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 21:46

non, un corps a une vitesse et est soumis à une force

si un parachutiste faisait un saut sur la lune, le parachute ne marcherait pas et il s'écraserait.

pourquoi est-ce que le parachute marche sur terre?
qu'est-ce qui freine le parachutiste dans sa chute, sur terre ?

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 21:55

Ce n'est pas l'attraction?
Ce qui le freine est le frottement de l'air et son poids?

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:01

Ce qui le freine est le frottement de l'air: oui, très bien.
en revanche le poids c'est ce qui l'attire vers le sol (donc c'est ce qui le fait chuter)

donc tu as trouvé les deux forces qui s'appliquent aux parachutistes durant leur chute:

le poids
et la résistance de l'air

donc

c. Quelle autre force s'exerce sur eux? (à part le poids donc)

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:04

Le frottement de l'air?

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:05

résistance de l'air plus précisément *

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:10

oui,
la force due à la résistance de l'air

c. ... Comparez cette force à leur poids quand la vitesse limite est atteinte.

lorsque le parachutiste a atteint sa vitesse limite, sa vitesse est constante.
Donc d'après le principe d'inertie, la somme des forces qui s'appliquent sur lui est ....


et comme le parachutiste est soumis à son poids et à la résistance de l'air, on en déduit que ...

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:20

Donc d'après le principe d'inertie, la somme des forces qui s'appliquent sur lui est... ?

Et comme le parachutiste est soumis à son poids et à la résistance de l'air, on en déduit que les forces qui s'exercent sur lui se compensent ?

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:35

oui
le raisonnement est le suivant:

la vitesses du parachutiste est constante (vitesse limite)
donc

la somme des forces est nulle (d'apres le principe d'inertie)
(ou encore, "les forces qui s'exercent sur lui se compensent" ce qui veut dire la meme chose)


c. .... Comparez cette force a leurs poids quand la vitesse limite est atteinte.

si les force se compensent ça signifie que ...

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:40

Que le mouvement et rectiligne uniforme?

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:48

oui, c'est vrai, mais on tourne en rond

non, sérieusement,
si deux forces se compensent alors elles ont la meme intensité (et des directions opposées)

donc ici la force de résistance de l'air a la meme intensité que le poids (et une direction opposée puisque la somme est nulle, voir croquis)

Chute libre au sens des physiciens

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:52

Qu'il est au repos? Ci ce n'est pas ça je comprend vraiment rien ^^'

Posté par
Amel
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 22:56

Je dois aller dormir, encore merci pour votre aide! Bonne soirée

Posté par
krinn Correcteur
re : Chute libre au sens des physiciens 20-05-12 à 23:07

résumé:

principe d'inertie:
tout corps qui est soumis à une force résultante nulle est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme.
et inversement:
si un corps est immobile ou est en mouvement rectiligne uniforme, la somme des forces est nulle (les forces se compensent).

conséquence: si un corps est soumis à une force résultante non nulle, sa vitesse varie.


Pour un physicien, un objet est en chute libre s'il n'est soumis qu'à son poids.

a. Un objet en chute libre peut-il tomber verticalement à vitesse constante? Justifiez;.

l'objet n'est soumis qu'à une force: son poids, et le poids est non nul, donc l'objet ne peut pas avoir une vitesse constante.

b. Les parachutistes en chute libre atteignent très rapidement une vitesse limite constante. Sont-ils réellement en chute libre au sens des physiciens?
les parachutistes ont une vitesse limite constante, donc d'après a) ils ne peuvent pas être en chute libre (au sens des physiciens)

c. Quelle autre force s'exerce sur eux? Comparez cette force a leurs poids quand la vitesse limite est atteinte.
un parachutiste est soumis, durant sa chute, à son poids et à une force due à la résistance de l'air.
quand la vitesse limite est atteint, le parachutiste a une trajectoire rectiligne et une vitesse constante, donc la somme des forces est nulle (les forces se compensent)
donc le poids et la force de résistance de l'air ont la meme intensité (mais des directions opposées)



Mentions légales - Retrouvez cette page sur l'île de la physique - chimie
© digiSchool 2025

Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 245 fiches de physique

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !