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Mecanique
Bonsoir
J ai un exercice que je n ai pas pu comprendre
Énoncé :
On s'intéresse à un saut en parachute. Dans le référentiel terrestre le parachutiste s'élance de l'avion, à une altitude h=500m , de sorte que son saut soit vertical avec une vitesse initiale nulle.
On mesure à différents instants sa vitesse et son altitude selon un axe Oz vertical descendant, où O est sa position au moment de quitter l'avion. L'interpolation des mesures conduit aux courbes ci-dessous, la distance de chute étant la distance parcourue par le parachutiste depuis le début de sa chute (donc depuis l'avion).
2 graphique
Données: Accélération de la pesanteur :9,8 m/s2 ; surface (efficace) du parachute S= 10 m2 ; masse du parachutiste (et de son parachute) = 75 kg.
1. Déterminer la durée du saut si le parachutiste n'ouvre pas son parachute. Commenter le temps maximum conseillé avant ouverture.
2. Commenter les différentes phases de la courbe. A quel instant le parachutiste a-t-il ouvert son parachute ?
3. Quelle serait la vitesse atteinte par le parachutiste, sans aucun frottement de l'air, juste avant l'ouverture de son parachute ? Commenter par rapport aux mesures. En déduire la puissance moyenne des frottements de
l'air.
4. Evaluer le travail de la force de résistance à la chute liée à l'ouverture du parachute.
5. On suppose que la force résistante exercée par le parachute est de module Fr=kS
2. Exprimer littéralement la vitesse limite de chute du parachutiste (parachute ouvert) en négligeant les frottements dus à l'air et déduire du graphe une valeur de k.
6. Déterminer littéralement la vitesse (t) du parachutiste au cours de la chute. On négligera dans ce calcul simplifié tous les frottements de l'air mais on prendra en compte l'action du parachute.
Merci de bien m aider ....
Bonsoir
Pour la question 1 :
Déterminer la durée du saut si le parachutiste n'ouvre pas son parachute
Il faut dans ce cas négliger les frottements. Quel résultat obtiens-tu ?
Qu'as-tu fait ensuite ?
Oui mais il prend une forme très simple à la première question si on néglige les frottements. Il y a néanmoins un problème de logique dans cet énoncé :
Dans le référentiel terrestre le parachutiste s'élance de l'avion, à une altitude h=500m , de sorte que son saut soit vertical avec une vitesse initiale nulle.
Je te demande de réfléchir un peu : cet énoncé te paraît-il logique ? Je suggère pour la suite de plutôt imaginer que le parachutiste se laisse tomber sans vitesse initiale d'un hélicoptère situé à l'altitude h=500m et immobile par rapport au sol.
Je te laisse réfléchir et continuer...
Je n ai pas compris
L'énoncé demande d'étudier le mouvement du parachutiste par rapport à la terre. Or un avion en vol ne peut pas s'immobiliser ; lorsque le parachutiste se laisse tomber de l'avion, il a nécessairement une vitesse par rapport à la terre égale à la vitesse de l'avion par rapport à la terre. Sa vitesse initiale par rapport à la terre n'est donc pas nulle et la trajectoire par rapport à la terre n'est pas une verticale. Pour que les hypothèses de l'énoncé soient possibles physiquement, il faut imaginer que le parachutiste se laisse tomber d'un hélicoptère immobile par rapport à la terre.
Donc a =g
Oui : en absence de frottement, tu as un mouvement vertical de chute libre : un mouvement rectiligne uniformément accéléré d'accélération a=g. Tu as étudié cela dès l'enseignement secondaire. Au besoin, cette fiche pourra te rafraîchir la mémoire :
Mouvement dans un champ de pesanteur : chute libre verticale
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