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Niveau maths sup
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Problème saut à ski (mécanique)

Posté par
pinklady972
02-10-11 à 14:17

Bonjour j'ai un problème sur un saut à ski  pour un dm de physique que je n'arrive pas à résoudre.

L'énoncé est la vitesse v0 du skieur M au moment où il quitte le tremplin est considérée comme horizontale atteint environ 25 m/s soit 90 km/h

On cherche à déterminer la longueur OD du saut, on cherchera d'abord la durée du saut tD, on considère que seul le poids s'applique.
v0=v0ex  et OM=h ez

Mon problème c'est que ne sait pas par où commencé, j'ai considéré un angle alpha=0 pour v0 pour traiter l'exercice comme un tir. J'ai également projeté le poids pour trouver l'accélération en x et z puis intégré pour trouver la position et je trouve:

x=v0t
z=-1/2gt^2 + h et donc t=racine(2h/g)=1,2 s et ce n'est pas cohérent

Merci de m'aider svp

Problème saut à ski (mécanique)

Posté par
efpe
re : Problème saut à ski (mécanique) 02-10-11 à 16:40

salut
ce n'est peut-être pas cohérent pck tu cherches t quand z=0. Or D n'est pas à z=0

Posté par
J-P
re : Problème saut à ski (mécanique) 02-10-11 à 20:10

Pour le skieur:

x(t) = 25.t
z(t) = -1/2.gt² + h

Equation de la trajectoire du skieur (avec g = 10 m/s²):
t = x/25
z = -0,5 * 10 * (x/25)² + h
z = h - 0,008.x²

Equation de la piste :
z = -x

Le coordonneés du point D se trouvent en résolvant le système:

z = h - 0,008.x²
z = -x

h - 0,008.x² = -x
0,008x² - x - h = 0 (avec x > 0)

x = 62,5[1 + V(1 + 0,032h)]

OD = 62,5.V2 * [1 + V(1 + 0,032h)] (OD et h en m)

(Avec V pour racine carrée).

En négligeant évidemment frottement dans l'air et effet de portance.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
pinklady972
re : Problème saut à ski (mécanique) 02-10-11 à 23:02

Je te remercie car je n'arrivait pas à faire le lien entre les coordonnées de D

Posté par
ClementJ
re : Problème saut à ski (mécanique) 29-11-17 à 20:04

Bonjour,

Je voudrais me servir de ce sujet pour une "thèse" scientifique à présenter pour mon inscription dans uné école d'ingé.

Je trouve ce sujet très interessant mais la demonstation est un peu trop rapide pour moi, je n'arrive pas à comprendre le résultat ci-dessous:
x = 62,5[1 + V(1 + 0,032h)]
OD = 62,5.V2 * [1 + V(1 + 0,032h)] (OD et h en m) (Avec V pour racine carrée).

Pouvez-vous m'aider ?

Posté par
J-P
re : Problème saut à ski (mécanique) 30-11-17 à 09:40

C'est parce que il y a une distraction dans mes calculs.

En cours de résolution, on arrive à :

0,008x² - x - h = 0

C'est une simple équation du second degré dont les solutions sont :

x = \frac{1 /pm \sqrt{1 + 4*0,008*h}}{2*0,008}

x = \frac{1 /pm \sqrt{1 + 0,032*h}}{2*0,008}

x = \frac{1 /pm \sqrt{1 + 0,032*h}}{0,016}

Et comme on doit avoir x > 0, la seule solution est : x = \frac{1 + \sqrt{1 + 0,032*h}}{0,016}

Sauf nouvelle distraction.  

MAIS attention cependant :

En physique, on est souvent amené à négliger les effets de certains phénomènes pour ne pas trop compliquer une étude... c'est normal.

MAIS, dans la "vraie vie" et donc celles des ingénieurs, on ne peut négliger certains effets que si ils n'entraînent que des erreurs très petites devant la précision cherchée sur le résultat final.

Dans un cas pratique tel que la situation de l'énoncé, les effets de frottements dans l'air ne sont absolument pas négligeables, les forces aérodynamiques de l'air sur le sauteur peuvent influencer fortement la valeur du résultat cherché (via le ralentissement causé par la force de frottement de l'air qui s'oppose à l'avancement mais aussi, avec effet dans l'autre sens, à la force de portée aérodynamique sur le skieur grâce à ses skis et à sa position).

En secondaire, on ne s'embarrasse pas de tout cela (pas de connaissances suffisantes) et on néglige à tour de bras des phénomènes dont les effets ne sont pas du tout négligeables.

En supérieur, on devrait faire beaucoup plus attention et avant de négliger certains effets, il faut arriver à en déterminer un ordre de grandeur sur le résultat final et voir si alors, on peut ou non négliger ces effets.









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