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travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur



  1. #1
    maxyoung

    travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Bonjour,je suis élève de 1eS.Et c'est les vacances,donc petit DM,pour nous faire plaisir! et petite galère de DM!!^^ donc si quelqu'un pouvait m'aider ce serait extra!

    Donc,l'exercice proposé (et imposé) traite d'un saut en parachute!
    Il faut savoir que g=9.8N/kg pour tout l'exercice!

    1) Au cours d'un saut à très haute altitude (40 000m), un parachutiste s'élance sans vitesse initiale d'une nacelle.L'air étant très rérifié, il tombe en chute libre et il dépasse la vitesse du son qui est, à la température ambiante, de 1067km/h (ce qui donne 296.38m/s).
    QUESTION: Calculer la hauteur de chute nécessaire pour que le parachutiste atteigne la vitesse du son.

    J'ai répondu:
    Ec(B)-Ec(A)=mgh
    1/2*296.38²=9.8*h
    h=4482m




    2) Au cours d'un saut classique, un parachutiste et son équipement, ont au total une masse m=80kg. Le parachutiste s'élance d'un ballon immobile situé a 1000m d'altitude. Le parachutiste est modélisé par un solide en mouvement de translation, gardant le même état au cours de la chute.
    Dans la première phase du saut le ^parachute n'est pas déployé. Le parachutiste atteint l'altitude 450m avec la vitesse de 50m/s.

    a) Calculer les variations de l'énergie cinétique et de l'énergie potentielle de pesanteur du parachutiste au cours de ce déplacement.
    b) Calculer la résitance de l'air.

    J'ai répondu:
    a) Ec(B)-Ec(A)= 1/2*80*50²-0= 100 000J
    Ep(B)-Ep(A)=mg(zB-zA)= 80*9.8*(450-1000)=-431 200J

    b) 1/2*80*50²=mg(zA-zB)-f*AB*cos(180)
    100 000= 80*9.8*550-f*550*(-1)
    f=-602.18N


    Et la,soit mes résultats sont faux,soit je suis parano....lol



    3) Arrivé à l'altitude 450m, le parachutiste déclenche l'ouverture du parachute. Il arrive au sol avec une vitesse de 4.4m/s.
    Calculer à nouveau le travail de la résistance de l'air pendant cette phase du saut.

    Et la,le résultat que je trouve est énooOOoorme,et impossible....donc par pitié venez moi en aide!^^



    Merci d'avance aux courageux qui me donneront des réponses s'il y'en a...
    Maxime.

    -----


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  3. #2
    philou21

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Citation Envoyé par maxyoung Voir le message
    Et la,soit mes résultats sont faux,soit je suis parano....lol
    pourquoi ? ça ne me parait pas aberrant...
    3) ...Et la,le résultat que je trouve est énooOOoorme,et impossible....
    Montre nous ton calcul...

  4. #3
    maxyoung

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    voilà le résultat que je trouve pour la réponse 3.

    1/2*80*4.4²-1/2*80*50²= 50*9.8*450-f*450*cos(180)
    774.4-100 000=352 800+f
    f= -451 725.60 N

    ==>un peu gros!!!^^

    et pour la réponse2 je dois être parano alors!lol
    merci pour la confirmation de mon résultat!

  5. #4
    calculair

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Bonjour
    Ton parachutiste de 80 kg tombe à 4,4m/s sa vitesse est constante

    Cela signifie que la resistance de l'air imposée par le parachute est egale et opposée au poids ( chute à vitesse uniforme )

    La resistance de l'air est F = 80 * g

    Le travail de cette force est T = 80 *g * 450 m= 800 *450 = 360000 Joules

    Pas compris ton calcul , explicite ton raisonnement...?

  6. #5
    maxyoung

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    jai voulu utiliser Ec(B)-Ec(A)=somme de WAB(Forces extérieurs)
    mais visiblement...c'est pas ça!^^
    merci beaucoup pour ton aide!!
    ++

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    philou21

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Citation Envoyé par maxyoung Voir le message
    jai voulu utiliser Ec(B)-Ec(A)=somme de WAB(Forces extérieurs)
    mais visiblement...c'est pas ça!^^
    merci beaucoup pour ton aide!!
    ++
    Si, tu as raison, c'est le problème qui est mal posé, la dernière phase se décompose en fait en deux parties : un freinage brusque qui fait passer le parachutiste de 50 à 4.4 ms-1 avec une force de freinage bien plus grande que le poids et une phase à vitesse constante (4.4 ms-1) ou la force de freinage est égale au poids.

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  10. #7
    maxyoung

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    au moins c'est rassurant!j'obtient un résultat faux lais ça vient pas de moi,mais du problème!mdr
    merci beaucoup!!!

  11. #8
    calculair

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Citation Envoyé par maxyoung Voir le message
    jai voulu utiliser Ec(B)-Ec(A)=somme de WAB(Forces extérieurs)
    mais visiblement...c'est pas ça!^^
    merci beaucoup pour ton aide!!
    ++
    Ta relation est vraie au moment de l'ouverture du parachute.

    Une fois que ton parachute est ouvert, le parachutiste tombe a vitesse constante

    Heureusement que la resistance de l'air travaille pendant ce temps

    L'energie est depensée pendant ce temps par effet joule

  12. #9
    dingdong2

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Salut,

    J'ai eu un DM similaire à faire pendant ces vacs. Pour réviser le cours de travail d'une force, je te conseille ce lien :

    Travail d'une force

    A+

  13. #10
    juvaline

    Re : travail d'une force, énergie cinétique, énergie potentielle de pesanteur

    Citation Envoyé par calculair Voir le message
    Bonjour
    Ton parachutiste de 80 kg tombe à 4,4m/s sa vitesse est constante

    Cela signifie que la resistance de l'air imposée par le parachute est egale et opposée au poids ( chute à vitesse uniforme )

    La resistance de l'air est F = 80 * g

    Le travail de cette force est T = 80 *g * 450 m= 800 *450 = 360000 Joules

    Pas compris ton calcul , explicite ton raisonnement...?
    BOnjour je n'ai pas compris pourquoi dans ce message le "g" disparait . POurriez vous m'expliquer ?

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