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Epreuve de ski (énergie potentiel-mécanique-cinétique)
Bonjour,
Pouvez-vous me corriger, et m'aidez pour les question que je n'arrives pas, s'il vous plait.
C'est un exercice de mon DM.
Merci
Enoncé :
Un skieur à l'épreuve du kilomètre lancé (KL), en recherche de vitesse sur une piste plane, bien damée et inclinée d'un angle a de 26.0° par rapport à l'horizontale, atteint une vitesse de 190 km/h au bout de d= 1.0 km de piste.
La masse du skieur et de son équipeement est de 115kg.
On admettra que le skieur n'exerce aucune force motrice.
1) a) Enoncer le théoréme de l'énergie cinétique.
b) En utilisant le théoréme de l'énergie cinétique sur d=1.0km, calculer la vitesse que pourrait atteindre le skieur à l'issu du kilomètre parcouru si l'on négligeait tous les frottements.
c) Déterminer le travail des forces de frottements sur le kilomètre réel. Calculer l'intensité de ces forces en la supposant constante au cours de la descente.
2) On souhaite trouver les réponses à la question 1)b) précédente en utilisant l'énergie mécanique Em du skieur.
a) Définir l'énergie mécanique du skieur. L'énergie mécanique du skieur reste-elle constante ? Justifier.
b) Prenant l'origine des altitudes quand le skieur a parcouru la distance d=1.0km
-Calculer son énergie mécanique initiale.
-En déduire son énergie mécanique puis son énergie cinétique au bout de d=1.0km.
-Calculer la vitesse que pourrait atteindre le skieur au bout de d=1.0km.
-Comparer à la valeur du 1)b).
Mes réponses :
1)a) Dans une repère galilléen, la variation de l'énergie cinétiquen entre 2 instants est égal à la somme des travaux des forces extérieurs exercer sur un solide : 
Ec=
W(forces)
b) J'ai trouvée V=92.7 m/s
c)J'ai trouvée W(f) = 946 J
2)a) Em=Ec+Ep
Em=(m*V²)/2 +mgz
Sauf que je ne sais pas s'il faut prendre le V de l'énoncé ou le V de la question 1)b).
Em reste constante car Ep se transforme en Ec.
b) Em initial : 4.94 * 105 J
au bout d'1 km :
Em = 1,6+105 J
Ec= 9420 J
Par contre je ne sais pas comment calculer la vitesse.
Merci de m'aidez. =)
Bonjour,
D'accord pour ta réponse à la question 1b : 
92,7 m.s-1
Je ne trouve pas comme toi à la question 1c
Peux-tu donner le détail de ton calcul ? Cela permettra de le corriger.
Merci de votre réponse ! 
Alors voici le détatil :
Ec=W(Forces)
Ec2-Ec1=W(P) +W(F)
(m*V²)/2=mgz+W(F)
52.8²/2 = 9.8+438+W(F)
W(F)=1394-9.8-438=946 J
(le 438 viens de : sin 26°=x/1 
x=sin26°=438m)
Voila !
Oui, je trouve -3,34.105 J
N'oublie pas : en physique, un résultat sans son unité ne veut rien dire.
Avant la question 2a il y a à terminer la question 1c : intensité des forces de frottement supposées constantes ?
Question 2 : l'énoncé parle de l'énergie mécanique du skieur. Quelle est la vitesse qui compte pour cette énergie mécanique ?
Je ne sais pas comment calculer l'intensité d'une force, je ne connais pas la formule. Vous pouvez me la donner ?
Pour la quesstion 2), je pense qu'il f
Dans un exercice bien construit les questions ne se suivent pas dans un ordre quelconque.
Tu viens de calculer au début de la question 1c le travail d'une force. C'est à partir de la valeur de ce travail que tu pourras calculer la valeur de la force.
Revois la définition du travail d'une force. Quand dit-on qu'une force travaille ?
______________
Oui, pour la question 2 il faut utiliser une vitesse réelle : 190 km.h-1 et non pas une vitesse imaginaire (plus de 300 km.h-1)
Ah ok, je vois, enfaite, quand l'énoncé demande l'intensité des forces de frottements, il demande enfaite la valeur de f :
W(f) = f * AB
-3.33*105= -f*1000
f=-(3.33*105)/-1000
f= 333 N.
Question 1c : c'est bon
Questions 2a et 2b :
il faut bien définir ce que tu calcules.
En haut de la piste :
Hauteur ? Vitesse ? et donc
énergie potentielle de pesanteur du système skieur-Terre ? Energie cinétique ? Energie mécanique ?
En bas de la piste :
Hauteur ? Vitesse ? et donc
énergie potentielle de pesanteur du système skieur-Terre ? Energie cinétique ? Energie mécanique ?
Haut de la piste :
Hauteur : 438 m
Vitesse : 0 m/s
Ep : mgz=115*9.8*438=4.94*105 J
Ec=0J car V=0m/s
Em=Ec+Ep=4.94*105 J
Bas de la piste :
Hauteur=0m
Vitesse = 190km/h = 52.8 m/s
Ep=0J car z=0
Ec=(1/2)*m*V²=1.60*105J
Em=Ec+Ep=1.60*105J
C'est bon ?
Très bien !
Définir l'énergie mécanique du skieur
Je crois que tu sais bien le faire : Em = Epp + Ec
L'énergie mécanique du skieur reste-elle constante ? Justifier.
En haut :
4,94.105 J
En bas :
1,60.105 J
Donc... il est facile de constater qu'elle n'est pas constante !
2)a)
Em=Ec+Ep= (m*V²)/2+mgz
Em=(115*52.8²)/2 +115*9.8*438
Em=6.54*105 J
C'est ça ?
2)b) "Calculer la vitesse que pourrait atteindre le skieur au bout de d=1.0km."
Mais on la déja calculer, non ?
Merci encore !!
Tu as calculé l'énergie mécanique en haut et en bas.
L'énergie mécanique que tu annonces dans ton message de 18 h 12 n'existe pas. Tu y mélanges la position en haut avec la vitesse en bas. Jamais le skieur n'a cette énergie mécanique.
Oui, la question 2b n'est pas très intéressante
En 1b tu as calculé la vitesse que pourrait atteindre le skieur, s'il n'y avait pas de frottements, en appliquant le théorème de l'énergie cinétique.
Maintenant on te demande la vitesse que pourrait atteindre le skieur, s'il n'y avait pas de frottements, en considérant que l'énergie mécanique est conservée.
Mais c'est le même calcul et, bien sûr, tu vas trouver la même valeur.
Ok, mais dans la question 2)a) "Définir l'énergie mécanique Em du skieur.", je mets Em d'en haut (4.94*105 J) ou d'en bas (1.60*105J ? 
Question 2a :
A tout instant l'énergie mécanique du skieur est égale à la somme de son énergie potentielle de pesanteur et de son énergie cinétique.
Un point, c'est tout !
Oui !
Enfaite, je ne sais pas si c'est pas trop vous demander mais j'ai un autre exercice poser sur un autre topic : "Montagne russe", vous pouvez m'aider ? 
Je n'interviens pas quand quelqu'un d'autre est intervenu.
La réponse de Priam est parfaite. C'est ce qu'il faut faire !
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