Mécanique : suspendu à une corde, est-on en chute libre ?

[invite11c494f8]

Bonjour à tous,
Je suis en 1ère S et travaille en ce moment sur un exercice de physique de mon bouquin.
Voici l'énoncé :
"Un alpiniste est situé en un point A sur une montagne [...], il décide de "penduler" pour gagner une plate forme plus confortable. Pour cela, il se laisse partir "dans le vide" sans vitesse initiale, suspendu à une corde qui a été fixée en un point I par son compagnon de cordée". On suppose les frottements négligeables.

Plus tard dans l'exercice, on me propose d'utiliser le principe de conservation de l’énergie mécanique que l'on peut utiliser lors d'une chute libre (E(m) = E(c) + E(pp), E(m) constante).

Ma question : pourquoi peut-on dire que ce mouvement de pendulation est une chute libre ? Un objet est dit en chute libre lorsqu'il n'est soumis qu'à l'action de son poids. Mais ici, n'est-il pas soumis à l'action de la corde qui le retiens ?

Merci d'avance pour votre aide
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[curieuxdenature]

Bonjour

la chute libre ne se produit que pendant la période ou le poids suspendu au pendule redescend.
C'est la dénivellation qui permet de calculer le temps de "descente", comme en chute libre.

Le temps de remontée correspondant à la transformation EC->EP sera le même que le 1er calcul.

[LPFR]

Bonjour.
Même pas.
La chute libre, si elle a lieu, ne dure que pendant que la corde ne se tend pas.
Si l'alpiniste part avec la corde déjà tendue il n'y a pas de chute libre du tout.
Au revoir.

[lucas.gautheron]

Bonjour,

Il ne s'agit pas d'une chute libre, à cause de l'action de la corde.

On peut cependant utiliser le principe de conservation de l'énergie mécanique. En effet :
- Le poids est une force conservative (on considère le champs de pesanteur uniforme, et donc le travail du poids d'un point à un autre ne dépend pas de la trajectoire parcourue entre ces deux points)
- L'action de la corde ne travaille pas, elle n'intervient pas dans l'énergie du système. (sa direction est perpendiculaire au mouvement à chaque instant, ).

Puisque les frottements sont négligeables, alors seulles les énergies potentielle de pesanteur et cinétique forment l'énergie mécanique du système.
On peut alors écrire :


A+,

[A voir en vidéo sur Futura]

[lucas.gautheron]

Au passage : les cordes d'escalade ont une élasticité assez importante (pour amortir les chocs), et la tension de la corde variant au cours du temps, est-ce une bonne approximation de considérer ce système comme un pendule simple ?

[LPFR]

Au passage : les cordes d'escalade ont une élasticité assez importante (pour amortir les chocs), et la tension de la corde variant au cours du temps, est-ce une bonne approximation de considérer ce système comme un pendule simple ?

Re.
Non. Probablement pas si sont des vrais cordes. Du moins pour une grosse amplitude. Mais si l'amplitude est grande alors ce n'est pas un pendule aussi simple que ça.
Mais pour des faibles amplitudes on peut considérer que la tension sur la corde est constante.
Et, de toute façon c'est un exercice de physique, pas l'escalade.
A+

[invite11c494f8]

Merci à tout le monde

[stefjm]

Et, de toute façon c'est un exercice de physique, pas l'escalade.

Bonjour,
Si lucas n'avait pas fait la remarque, c'est moi qui l'aurait faite.
Si la corde n'est pas élastique, le bonhomme accroché au bout casse pour une bête chute de 20 ou 30 cm.
C'est bien d'en être conscient et c'est aussi de la physique.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Force_de_choc

[LPFR]

...
C'est bien d'en être conscient et c'est aussi de la physique.
...

Re.
Mais ce n'est pas le sujet de l'exercice.
A+

[stefjm]

Re.
Mais ce n'est pas le sujet de l'exercice.
A+

C'est chiant les exercices...
Et puis, un exercice qui casse ou tue le grimpeur, c'est pas top, même en exercice.