Parachutiste

Lien vers la simulation de l’évolution
de l’altitude en fonction du temps

1. Tracer l’évolution de la vitesse

2. Tracer l’évolution de l’accélération

Lien vers simulation de l’évolution
de la vitesse et de l’accélération

3. Décomposer le mouvement en 4 phases.

4. Représenter les forces qui s’appliquent
   sur le parachutiste lors de chaque phase.

5. Que vaut la résultante des forces
   au moment du saut ?
   La masse du parachutiste avec son parachute est de 80 kg.

On a au départ : $a_y\approx\pu{-10 m*s-2}$
Donc d'après la 2^e loi de Newton,
en appelant $\vec{F}$ la résultante des forces :
$\vec{F}=m\,\vec{a}\Rightarrow F \approx 80\times 10 \approx \pu{800 N}$

Rq : on retrouve qu'au départ,
l'unique force subie est le poids
(puisque $m\times g=\pu{800 N}$).

6. Que vaut la force de frottement $f$ au moment de l’ouverture du parachute ?
   
   

d'après le graphique, $a_y \approx\pu{+60 m*s-2}$
(soit environ $6g$).

L'utilisation du PFD nous donne alors :
(en appelant $\vec{f}$ la force de frottement et $\vec{u}_y$
le vecteur unitaire vertical dirigé vers le haut) :

Au moment de l'ouverture du parachute,
les frottements produisent une force
d'environ 5,6 kN vers le haut (7 fois
plus importante que le poids).

Lien vers simulation

Coup de poing

On tient fermement son téléphone dans la main pendant qu’on envoie un coup de poing
dans le vide.

L’accéléromètre du smartphone
a enregistré le graphe suivant :

• À quel instant le smartphone va-t-il le plus vite (sachant qu’il est initialement immobile) ?

• Que vaut au maximum la force reçue par le smartphone vers l’avant (masse du smartphone : 200 g) ?

• Et vers l’arrière ?

Skieur

Un skieur de $m=\pu{80 kg}$
dévale une pente de $\alpha = 30°$.

• Faire le bilan des forces s’exerçant
  sur le skieur.
• Déterminer la valeur de ces forces.
• Déterminer l’accélération du skieur.