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Exercice de chute libre

Posté par
Altar59
09-11-11 à 17:09

Bonjour,
Je suis en train de préparer le concours de kiné et j'ai un exercice de physique sur la chute libre que je ne comprends pas. En fait, je trouve un résultat différent de la correction (correction = réponse, sans explications...).

Je pose l'énoncé :
Un sauteur à ski, de masse M=70Kg, arrive au bord A du tremplin avec une vitesse horizontale de valeur V = 30 m.s-1. La piste d'atterrissage, plane, est inclinée de 30° par rapport à l'horizontale. Elle passe par un point B situé sur la verticale 7m en dessous de A.
Calculer la distance BC, où C est le point d'atterrissage du skieur sur la piste. (On néglige les frottements de l'air et g= 10 m.s-1)


Après avoir établi la trajectoire : z = (-g/2V2)x2+AB, je trouve un point d'impact à l'horizontale de 36 m environ en posant z=0 (point d'impact). Ensuite, pour retrouver le point réel (pente inclinée de 30°), j'utilise la relation du cosinus telle que : cos(30)= 36 / BC pour trouver BC = 41 m environ.

La correction donne BC = 133 m .......

Pourquoi un tel écart ? Qu'ai je oublié ??

Merci d'avance !!

Posté par
efpe
re : Exercice de chute libre 09-11-11 à 17:52

salut je pense que ton problème vient du fait que tu n'as pas clairement choisi l'origine de ton repère. Pour arriver à  z = (-g/2V²)x² +AB , tu as pris comme origine de ton repère le point B (sans t'en rendre compte certes, mais c'est le cas puisque tu as z = AB quand x = 0 avec ton équation).

Donc maintenant il ne faut pas chercher z=0 pour ton point d'impact. Il faut trouver le point d'intersection de la droite qui représente ta pente et de la courbe de ta trajectoire.
Avec B comme origine, la pente de ta piste a pour équation z = - tan(30°).x = - 0.57735 x

il suffit donc de résoudre le système
z = -0.00555 x² + 7
z = - 0.57735 x

en le résolvant, on trouve x = 115 m et z = - 66.4 m

en appliquant pythagore, tu trouves BC = 132.8

magie magie

Posté par
Altar59
re : Exercice de chute libre 09-11-11 à 18:36

Merci beaucoup pour cette réponse !!

Au fait, comment on trouve l'équation de la pente de la piste ??
Dernière petite chose, avec cette méthode, on devrait pas trouver directement la valeur BC, sans utiliser pythagore ??

Merci encore !!

Posté par
efpe
re : Exercice de chute libre 09-11-11 à 18:39

par définition la tangente de l'angle que fait la piste avec l'horizontale est égale au rapport z/x

comme tu l'as vu, le repère est formé d'un axe x horizontal et d'un axe z vertical, or ta piste est inclinée ... on trouve les coordonnées de C mais ça ne donne pas directement la longueur BC



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