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Niveau seconde
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Force et mouvement

Posté par
Devoirs33
07-05-21 à 16:12

Bonjour à tous et à toutes,
Pouvez-vous me guider durant mon exercice s'il vous plaît ?
Voici la consigne :
Un parachutiste saute sans vitesse initiale d'un hélicoptère en vol stationnaire. Après quelques
secondes en chute libre, il ouvre son parachute.
Les frottements dus à l'air sur la toile s'expriment par une force
opposée au mouvement, dont la valeur est proportionnelle au
carré de la vitesse :  f= k . v², avec  la force de frottements,
le coefficient de frottements et  la vitesse.
1) Décrire les différentes phases du mouvement.
2)Comment varie la norme du vecteur vitesse entre 0 et 15 s ?
Commenter.
3) A quelle(s) force(s) est soumis le système entre 0 et 12 s ?
Lorsque le parachute est ouvert,  = 10 N.s2.m-2
4) Calculer l'intensité de la force de frottements à l'instant où le parachutiste ouvre son parachute.
5) Expliquer le mouvement à partir de la date  = 16 s.
6) Calculer la valeur du coefficient de frottements à  = 20 s.

Ce que j'ai fait :
1) Au début, le mouvement du parachutiste est rectiligne car sa trajectoire est une droite et accéléré car sa vitesse augmente. Puis à partir de 30 m/s , le mouvement devient curviligne.  A 54 m/s, le mouvement devient ralenti et curviligne.
Merci à tous et à toutes.

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 07-05-21 à 16:16



Force et mouvement

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 07-05-21 à 16:27

Bonjour,

Citation :
Ce que j'ai fait :
1) Au début, le mouvement du parachutiste est rectiligne car sa trajectoire est une droite et accéléré car sa vitesse augmente. Puis à partir de 30 m/s , le mouvement devient curviligne.  A 54 m/s, le mouvement devient ralenti et curviligne.

Le graphique donne l'évolution de la vitesse en fonction du temps.
Il ne fournit aucun renseignement sur la nature de la trajectoire qu'on peut supposer rectiligne de bout en bout

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 07-05-21 à 16:28

D'accord mais comment savoir le mouvent effectué par le parachutiste ?

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 07-05-21 à 16:28

mouvement*

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 07-05-21 à 16:28

mouvement*

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 07-05-21 à 16:50

Le parachutiste saute sans vitesse initiale depuis un hélicoptère en vol stationnaire.
L'énoncé ne décrit la présence d' aucune force ( vent .... ) autre que le poids et la résistance de l'air qui sont des forces verticales.
On en déduit que la trajectoire est rectiligne.

Le graphique permet de suivre l'évolution de la vitesse.
C'est à partir de ce graphique qu'il faut répondre aux questions 1 et 2

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 07-05-21 à 19:23

D'accord, merci.
1) Le mouvement est rectiligne.
2) Comment connaître la norme d'un vecteur vitesse ?

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 07-05-21 à 20:46

Cela dépend des données.
Pas de problème ici : Les données concernant la norme de la vitesse sont données entre les dates 0 et 25s par le graphique.

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 07-05-21 à 21:51

C'est 7 m/s ?

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 07-05-21 à 23:56

Relis les questions 1 et 2.
Ton " C'est 7 m/s  " ne répond à aucune de ces deux questions.

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 11:22

Question 1 : Le mouvement est rectiligne.
Question 2 : Le parachutiste est en chute libre. Donc le vecteur vitesse varie entre deux instants voisins.

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 08-05-21 à 11:41

Question 1 :
Il est bien entendu que le mouvement est rectiligne ! N'en parlons plus !

Ce n'est pas ce qui est demandé dans ctte question.
On te demande (lire les questions avant d'y répondre) de décrire les différentes phases du mouvement.

Puisque tu n'a pas l'air de comprendre la question :
En te servant du graphique :
Combien observes tu de phases ?
Pour chacune d'elles :
Date de début.
Date de fin.
La vitesse augmente t'elle ou diminue t'elle ?
La variation de la vitesse est elle régulière ou non.

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 12:16

J'observe 2 phases.
La première phase :
Elle commence à partir 0 s à 13 s. La vitesse augmente jusqu'à 52 m/s.
La deuxième phase :
Elle commence à  partir de 13 s à 25s. La vitesse diminue puis devient constante.

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 08-05-21 à 15:31

Je suis à peu près d'accord avec toi pour la phase 1 :
La vitesse, nulle à la date t=0 augmente jusqu'à atteindre sa valeur maximale (52m/s) à la date 12s (environ)
Cette augmentation de vitesse n'est pas constante : rapide au début, puis de moins en moins moins rapide ensuite.

Au delà de 12s  je distingue deux phases :
La vitesse diminue entre les dates 12s (environ) et 16s depuis la valeur de 52m/s jusqu'à 7m/s.
Sa diminution est bien plus rapide que n'a été son augmentation lors de la phase1.

Troisième phase : La vitesse est devenue constante et égale à 7m/s entre les dates 16s et 25s

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 15:59

3) Entre 0s et 12s, le système est soumis aux force de frottements.

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:08

Citation :

3) Entre 0s et 12s, le système est soumis aux force de frottements.  OK
N'y aurait t'il pas une autre force ?

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:13

Oui, la force exercée par la Terre notée P ?

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:22

Question 4 :

Formule donnée : f = k * v²
Calcul effectué : f = 10 * 54² = 29 160 ( quelle est l'unité de la force de frottements ? )

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:31

Question 3 :
En effet, le poids est l'autre force demandée.

Question 4 :
J'ai relevé sur le graphique une vitesse de 52m/s plutôt que de 54m/s
La force de frottement est ... une force. Son unité est donc l'unité de force

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:35

D'accord donc : f = 10 * 52² = 27 040 N.

5) A partir de 16s, le mouvement est rectiligne et uniforme ?

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:45

Citation :
5) A partir de 16s, le mouvement est rectiligne et uniforme ?
Oui

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 16:54

Question 6 :

A l'aide de la formule donnée, je dois calculer le coefficient de frottements à 20s :

            f = k * v²
<--->  k = f/v² ?

k = 27 040 / 8² = 422,5 ( le coefficient n'a pas d'unité ?)

Posté par
odbugt1
re : Force et mouvement 08-05-21 à 17:20

Quelques remarques pour commencer :

a) A la date t=20s je trouve sur le graphique que la vitesse est égale à 7m/s

-------------------------------------------------------

b) A cette même date de t= 20s la force de frottement n'est pas égale à 27000N environ. Cette valeur a été trouvée pour la date t=52s

-------------------------------------------------------
c) Pourquoi l'auteur l'énoncé demande t'il dans cette question la valeur de "k" alors qu'il la donne (10 N.s².m-2) avec .... son unité.
k est une constante et devrait donc garder la même valeur tant que le parachute est ouvert. Si l'auteur de l'énoncé a des raisons de penser que la valeur de k a changé il faudrait qu'il le dise.
Je n'ai pas de réponse pour cette question.
Je suggère que tu te renseignes auprès de ton professeur.

---------------------------------------------------------

d) Il existe un  moyen de calculer la valeur de k qui consiste à appliquer le principe d'inertie à la date 20s
Mais cela nécessiterait de connaître la masse du système parachute + parachutiste ce qui n'est pas le cas.

Posté par
Devoirs33
re : Force et mouvement 08-05-21 à 17:31

D'accord, merci beaucoup de m'avoir guidé durant cette exercice. Je me renseignerai donc auprès de mon professeur et je vous en donnerai des nouvelles si vous le permettez.

Très bonne journée à vous.



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