physique 1ère S : saut à l'élastique

[invite4b247dec]

Bonjour à tous. J'ai un exercice de physique pour lundi prochain, et j'aurais besoin d'aide pour quelques questions. Voila l'énoncer :
Un sportif de 85kg se jette d'un pont en O,sans vitesse initiale notable.Ses pieds sont attachés à un élastique, lui même fixé au parapet du pont.On suppose que le mouvement du sauteur est une translation verticale. La chute libre s'effectue pendant 25m jusq'au point E. En ce point, l'élastique commence à se tendre et à exercer progressivement sur le sauteur une force verticale F(vecteur).Cett force ne dépend que de l'allongement de l'élastique.Le sportif descend encore de 60m jusqu'en B, où il s'immobilise une fraction de seconde, puis remonte sous l'effet de la force excercée par l'élastique. Après quelques oscillations, il s'arrête finalement au point S à 45m sous le pont.On prendra g=9.81N/Kg


1)Préciser le sens de la force F lorsque l'élastique se tend. (Fait)
Représenter sur un schéma les forces extérieures agissant sur la sauteur lorsque celui-çi se trouve entre B et S

2) Calculer la vitesse du sauteur au point E (Fait)

3) Calculer le travail de la force de l'élastique: Web au cours du déplacement de E à B
Wbs au cours du déplacement de B à S
Wes sur le déplacement E-B-S
Je ne voit absolument pas comment répondre à la question 3
merçi à ceux qui m'aideront
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[Simontheb]

Bonjour.

Pour le déplacement de E à B, je pense qu'on veut te faire utiliser le théorème de l'énergie cinétique:
variation d'énergie cinétique = somme des travaux des forces.

Pour le déplacement de B à S, étant donné qu'il est immobile en B comme en S à la fin, je pense qu'il faut utiliser l'énergie potentielle. En effet, le travail de la corde est converti en énergie potentielle dans ce cas.

Pour le déplacement total E-B-S... Je pense qu'il suffit d'additionner les résultats précédents. De E à B la corde "pompe" l'énergie cinétique du sportif pour la transformer en énergie élastique, et de B à S la corde lui restitue une partie de l'énergie sous forme d'énergie potentielle. Enfin, c'est comme ça que je vois les choses.

[LPFR]

Bonjour.
Quand la victime s'immobilise en bas, toute son énergie potentielle perdue (depuis le début) se trouve sous forme d'énergie potentielle élastique (dans l'élastique). L'énergie potentielle d'un ressort ou d'un élastique de constante 'k' est ½ k d², où 'd' est l'allongement ou la compression du ressort ou de l'élastique.
Vous connaissez 'd' mas pas 'k'. Pour connaître 'k' il faut tenir compte que le poids du sauteur allonge l'élastique de la distance d1 entre le point où l'élastique commence à se tendre et le point d'équilibre final (45 - 25). Donc, P = k.d1.
Au revoir.

[Rhodes77]

Bonjour.
Quand la victime s'immobilise en bas

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sox]

Bonjour, j'ai ce même exercice à faire pour la semaine prochaine & franchement c'est la galère ... La question 2) en ce qui concerne la vitesse il faut se servir de EtO = EtE & developper ? C'est ce que personnellement j'ai fait et j'obtiens environ 10.5 m/s
J'ai ensuite suivi vos conseils pour le travail sur la distance EB et j'obtiens -4675 J. En revanche après je ne saisis pas du tout la méthode :S

Merci de m'aider (YN) Bonne journée

[Eurole]

Bonjour.

L'immobilisation n'a pas lieu "en bas", n'y cherchez pas de victime.

Szybo a-t-il griffonné un schéma ?

• 4 lignes horizontales pour les hauteurs
• Une ligne verticale pour le trajet
• 4 points d’intersection correspondants chacun à un bilan de forces typique.


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[Eurole]

Bonjour, j'ai ce même exercice à faire pour la semaine prochaine & franchement c'est la galère ... La question 2) en ce qui concerne la vitesse il faut se servir de EtO = EtE & developper ? C'est ce que personnellement j'ai fait et j'obtiens environ 10.5 m/s
J'ai ensuite suivi vos conseils pour le travail sur la distance EB et j'obtiens -4675 J. En revanche après je ne saisis pas du tout la méthode :S

Merci de m'aider (YN) Bonne journée

Bonjour Sox et bienvenue.
Toi ou Szybo, pouvez-vous envoyer ici un dessin annoté des 4 étapes de la situation ?

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[Eurole]

...en ce qui concerne la vitesse... j'obtiens environ 10.5 m/s
...

Szybo a-t-il trouvé la même vitesse ?

Sinon il faudra trancher.
Certain forum américain dont je tairai le nom a trouvé une solution : il fait voter les participants avec une note à donner.

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[invite4b247dec]

salut =) Je griffonne un schéma et je post ça le plus vite possible. Je pense peut-être avoir trouvé la solution.
Pour la vitesse, je développe ETe=ETo et j'obtiens une vitesse d'environ 22,14 m/s
Pour le déplacement de E à B, j'applique le théorème de l'énergie cinétique. Le travail de l'élastique vaut -70805 J
Pour le déplacement de B à S, le travail de F est l'opposé du travail du poids. On obtient en calculant W(P)= -33320 J d'où W(F)= 33320 J
Enfin, pour le déplacement E-B-S, j'ai additionné Web(F)+Wbs(F)
Pensez vous que ces résultats soient corrects ?

[Sox]

C'est en fait un pont, le point O a l'état initial se trouve au niveau du pont (là ou on marche), le point E se situe à 25 m sous le point O puis le point B à 85m sous le point O et pour finir le point S a 45m sous O. Je n'arrive pas à joindre mon schéma j'espère que vous aurez compris.

[Simontheb]

Pour les résultats numériques, j'ai la flemme de calculer, mais je pense que la méthode de Szybo est bonne.

[LPFR]

salut =) Je griffonne un schéma et je post ça le plus vite possible. Je pense peut-être avoir trouvé la solution.
Pour la vitesse, je développe ETe=ETo et j'obtiens une vitesse d'environ 22,14 m/s
Pour le déplacement de E à B, j'applique le théorème de l'énergie cinétique. Le travail de l'élastique vaut -70805 J
Pour le déplacement de B à S, le travail de F est l'opposé du travail du poids. On obtient en calculant W(P)= -33320 J d'où W(F)= 33320 J
Enfin, pour le déplacement E-B-S, j'ai additionné Web(F)+Wbs(F)
Pensez vous que ces résultats soient corrects ?

Re.
Je suis d'accord avec les 70 kJ pour W(E>B).
Mais non pour W(E->B->S) ni pour W(B->S)
" Pour le déplacement de B à S, le travail de F est l'opposé du travail du poids."
Non. L'élastique fait beaucoup plus que ça, car quand le mec repasse par S, il n'est pas à l'arrêt, il a une vitesse verticale vers le haut qui serait identique (s'il n'y avait pas des pertes) à celle qu'il avait quand il avait passé la fois précédente mais de signe opposé.
Mais je me suis peut-être trompé avec ma calculette.
A+

[Eurole]

salut =) Je griffonne un schéma et je post ça le plus vite possible. Je pense peut-être avoir trouvé la solution.
Pour la vitesse, je développe ETe=ETo et j'obtiens une vitesse d'environ 22,14 m/s
Pour le déplacement de E à B, j'applique le théorème de l'énergie cinétique. Le travail de l'élastique vaut -70805 J
Pour le déplacement de B à S, le travail de F est l'opposé du travail du poids. On obtient en calculant W(P)= -33320 J d'où W(F)= 33320 J
Enfin, pour le déplacement E-B-S, j'ai additionné Web(F)+Wbs(F)
Pensez vous que ces résultats soient corrects ?

Est-ce la calculatrice qui arrondit mal ?

Pour la dernière question, il est difficile sans raisonnement ni chiffre de savoir si LPFR avait raison.

Le schéma est toujours bienvenu.

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PS je n'avais pas vu la réponse de LPFR

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[ansset]

je trouve tout comme toi szybo !

mais j'ai un doute sur l'integration du travail dans les oscillations

[Simontheb]

" Pour le déplacement de B à S, le travail de F est l'opposé du travail du poids."
Non. L'élastique fait beaucoup plus que ça, car quand le mec repasse par S, il n'est pas à l'arrêt, il a une vitesse verticale vers le haut qui serait identique (s'il n'y avait pas des pertes) à celle qu'il avait quand il avait passé la fois précédente mais de signe opposé.

Heu, je pense que par "travail de B à S", on entend "travail de B (quand le sportif est à l'arrêt) à S (quand il est à l'arrêt, à la fin des oscillations)". Dès lors, plus besoin de se préoccuper de vitesse verticale en S, et la méthode de Szybo est bonne.