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Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em.

Posté par
BeHappy
10-05-11 à 18:44

Bonjour à tous, j'ai un devoir maison de physique à rendre jeudi et j'aurais bien besoin d'aide pour quelques questions.

Enoncé: La hauteur d'un saut à l'élastique au pont de l'Artuby s'élève à 182m. La chute est d'abord pratiquement libre (la résistance de l'air peut être négligé) et le sauteur atteint rapidement une grande vitesse. Puis l'élastique se tend progressivement...et le sauteur frôle le sol avant de remonter. Il se retrouve ensuite encore rapidement en chute libre (mais vers le haut !), puis redescend... et se stabilise après quelques oscillations.

Il existe trois types d'élastiques selon les poids des sauteurs :
TYPE P : poids de 400 N à 700 N
TYPE M : poids de 550 N à 950 N
TYPE G : poids de 850 N à 1300 N

Pour les sauts du pont de l'Artuby, l'élastique mesure 30m et s'allonge de 5 fois sa longueur. Il est fait de 1 000 fils ronds de latex naturel. On rajoute une annexe de 400 fils pour un sauteur de masse supérieure à 100kg. L'élastique n'est utilisé que pour 150 sauts.

Questions :
I] ASPECT QUALITATIF
1) Quelles est la longueur de l'élastique pour les sauts du pont de l'Artuby ? (Bon là ok c'est 30m, jusque là je suis !)

2) a- Décomposer le saut en différentes phases en indiquant les échanges énergétiques se produisant dans chacune d'elle. (Là je sais qu'il y a 4 phases mais je ne vois pas lesquelles...)
b-Dans quelle partie de la phase ascendante le sauteur est-il encore en chute libre ? Pourquoi ? (Ici je ne sais pas non plus !)

3) Dans quelles parties du saut l'énergie mécanique est-elle constante ? Pourquoi ?

II] ASPECT QUANTITATIF
Un sauteur saute du pont de l'Artuby. sa masse est égale à 82kg. L'origine de l'énergie potentielle est prise au fond du ravin. On prendra g=10 N.kg-1

1) Quel type d'élastique doit-il choisir ? (J'ai mis : P=mxg = 82x10 = 820 N. Donc il devra choisir un élastique de type M)

2) Quelle est la valeur de son énergie potentielle à l'instant où il s'élance dans le vide ?
(J'ai mis : Ep=m x g x z = 82 x 10 x 182 = 149 240 J.) C'est bien ça ? :$

3) Lorsque l'élastique commence à se tendre, calculer :
a- Son énergie potentielle.
(J'ai fais : Ep2= m x g x z2 = 82 x 10 x (182-30) = 124 640 J.)
b- La variation d'énergie potentielle et en déduire l'énergie cinétique.
(Donc DELTAEp = Ep2 - Ep = 124 640 - 149 240 = -24 600 J. Est ce juste ?
Puis pour trouver Ec2 j'ai fais :
Ec + Ep = Ec2 + Ep2
Or Ec = (1/2)m.v² où v=0 Donc Ec=0 (mais je n'en suis pas sure du tout)
Donc Ep = Ec2 + Ep2
Ep - Ep2 = Ec2
- DELTAEp = Ec2
24 600 = Ec2)
c- En déduire la vitesse du sauteur à cet instant.
(Ec2 = 24 600 = (1/2)m.v²
Donc 24 600 = (1/2) x 82 x v²
(24 600/41) = v²
Donc v = 24.5 m.s-1)

4) a- Quelle est la longueur de l'élastique lorsqu'il est tendu au maximum ?
(30 x 5 = 150m)
b- Quelle est alors l'énergie potentielle du sauteur ?
(Ep3 = m x g x z3
Ep3 = 82 x 10 x (182-150)
Ep3 = 26 240 J.)
c- Quelle est son énergie cinétique ?
(Ec2 + Ec3 = Ep2 + Ep3
24 600 + Ec3 = 124 640 + 26 240
Ec3 = 126 280 J.)
d- L'énergie mécanique du sauteur a t'elle variée ? Pourquoi ?
( Je trouve alors :
Em= ec + Ep = 149 240
Em2 = Ec2 + Ep2 = 149 240
Em3 = Ec3 + Ep3 = 152 520
Mais je ne sais pas expliquer cette différence entre Em2 et em3...)

Je voudrais savoir si mes calculs sont bons svp et si vous pourriez m'aider aux questions où je n'arrive pas à répondre. Merci d'avance

Posté par
greg64
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 11-05-11 à 14:04

salut, je sais pas si c'est correct, mais je pense que tu as bon partout sauf à la 4) car la longueur de l'élastique tendu est de 180m : 30m + 5x30m car l'élastique mesure 30m et s'allonge de 5 fois sa longueur...

ps : tu serais pas a st john à pau au lycée ? pasque sinon tu es dans ma classe, j'ai aussi ce dm pour demain

Posté par
greg64
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 11-05-11 à 14:14

En faisant les derniers calculs, j'ai vérifié et j'ai raison, car en changeant la longueur de l'élastique comme je t'ai dit, l'énergie mécanique ne varie plus et c'est normal puisqu'elle doit se conserver lors d'une chute libre.

Posté par
BeHappy
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 11-05-11 à 21:37

Merci Grégoire

Oui je suis dans ta classe.

Posté par
greg64
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 13-05-11 à 11:23

Ok, de rien. C'est qui ?!

Posté par
BeHappy
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 13-05-11 à 21:00

Cherches et tu trouveras !

Posté par
Police64
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 14-05-11 à 17:43

Chère "BeHappy", qui que tu sois nous te démasquerons.
La brigade est sur le coup et la vérité triomphera coûte que coûte.
Bonne chance

Ps : la longueur était bien de 150m : Grégoire boulet =D

Posté par
BeHappy
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 16-05-11 à 16:52

Cher Yvan (ou Police64 si tu préfères !), l'espoir fait vivre, en effet.
Alors je te souhaite bien du courage pour me "démasquer" !
Tu verras que la vérité ne triomphe pas toujours...
Bon courage !!

Posté par
greg64
re : Le saut à l'élastique, Ec, Ep et Em. 09-06-12 à 13:30

Salut "BeHappy" Après un an, va-t-on enfin savoir qui se cachait derrière ton pseudo ? ^^



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