Principe de concervation de l'ennergie

[Saki]

Bonjour à tous et à toutes,

J'ai des exercices de physiques à faire pendant les vacances et j'ai besoin d'un peu d'aide ^^"
Nous avons à disposition un document :


Document :

Le dimanche 14 octobre 2012, Felix Baumgartner, parachutiste autrichien, tenait la planète en haleine. Vers 19 h 00, son ballon d’hélium grimpait à 300 m à la minute dans la stratosphère. Dans la capsule, vêtu d’une combinaison semblable à celle d’un astronaute, Felix Baumgartner a poussé son tableau de bord pivotant et ouvert la porte ronde. Les images étaient hallucinantes, montrant cet homme debout devant un vide de 39 km.
Après 49 secondes de chute, la vitesse estimée passait par un maximum de 1.173 km/h, ce qui est à peu près la vitesse du son à ces altitudes. Alors franchi ou pas, le mur ?
Franchi ! Après récupération des mesures de l’altimètre, la vitesse de pointe a été revue à la hausse : 1.342,8 km/h ! Par rapport au son, cette valeur correspond à Mach 1.24, soit 1,24 fois la vitesse du son. Avec une pression d’air très faible, la traînée (résistance de l’air) l’est aussi et la chute libre, sous l’effet de la gravitation, peut être accélérée jusqu’à des vitesses élevées. Plus bas, dans l’air plus dense, le corps est freiné progressivement jusqu’à ce que la traînée équilibre le poids. La vitesse se stabilise alors.
Vers 1.500 m, Felix Baumgartner a déployé son parachute après 4 minutes et 16 secondes de chute libre, le parachutiste a tranquillement terminé sa descente au-dessus d’une région désertique et s’est posé en douceur, immédiatement rejoint par des membres de son équipe…

Pour évaluer la précision d'un résultat expérimental on calcule , on calcule souvent l’écart relatif entre la valeur expérimentale et la valeur théorique :

Equart relatif = (|valeur exp - valeur théorique|/valeur théorique) x 100

Questions : La durée de la chute de M.Baumgartner pour atteindre la vitesse du son est-elle en accord avec la formule précédente ? Comment expliquer l'éventuel écart ?
Décrire les évolutions des énergies cinétiques et mécaniques ?

Je suis perdue...j'aimerai une piste capable de m'aider (sans me donner la réponse si possible, j'aimerai seulement que l'on m'explique).
Un grand merci à vous.

Saki

[SoS(41)]

Bonjour Saki,
Vous avez un exercice dans lequel il faut exploiter les informations du document. Vous devez commencer votre raisonnement avec la vitesse théorique indiquée dans le texte et la vitesse réelle mesurée.
Constatez si il existe une différence et utilisez les informations du document pour l'expliquer si cette différence existe.
Puis dans un deuxième temps, vous utiliserez les notions vues dans votre cours en présentant comment évoluent les énergies cinétique et potentielle au cours de cette expérience.(Pas de calcul, juste l'évolution).
N'hésitez pas à poser d'autres questions.
Cordialement
Sos(41)

[Saki]

Merci,
Donc si je comprends bien :

Equart relatif = (|valeur exp - valeur théorique|/valeur théorique) x 100
Equart relatif = (|valeur exp - 1173|/1173) x 100

valeur exp = d/t
valeur exp = 39/49 = 0.79 km/s = 2865.24 km/h

Equart relatif = (|2865.24 - 1173|/1173) x 100 = 144 ??

Je ne suis pas certaine du résultat...est-il juste ?
Encore merci de votre aide.

[SoS(41)]

Bonjour Saki,

Pour l'écart relatif, le calcul est bon mais pour la valeur expérimentale, elle est directement donnée dans le texte. Il y a aucun calcul à faire.
Poursuivez votre raisonnement.
N'hésitez pas à m'envoyer la suite des réponses de votre exercice.
Sos(41)

[Saki]

Bonsoir,

Donc si je comprends bien, la valeur exp = 1.3428 dans ce cas :
Equart relatif = (|valeur exp - valeur théorique|/valeur théorique) x 100
Equart relatif = (|1.3428 - 1.173|/1.173) x 100
Equart relatif = 14.475

Merci beaucoup :)

[Saki]

Bonjour :)

Pour expliquer l’écart, il faut dire en gros que, je cite : "Avec une pression d’air très faible, la résistance de l’air l’est aussi et la chute libre, sous l’effet de la gravitation, peut être accélérée jusqu’à des vitesses élevées. Plus bas, dans l’air plus dense, le corps est freiné progressivement jusqu’à ce que la traînée équilibre le poids." ?

Comment l'expliquer d'une autre façon...? Mais d'abord, ai-je bien compris ?

Merci.

[Saki]

...Et comme la vitesse augmente et que la masse du gens qui chute reste stable, comme Ec = 1/2mv² l'énergie cinétique augmente au cours de la chute, l'energie potentielle de pesanteur elle, reste stable car Epp = mgz, g étant une constante de 9.8 N.kg^-1 et m et z ne variant pas car il s'agit respectivement de la masse du monsieur et de la distance parcourue lors de sa chute...est-ce celà ?

Merci infiniment.

[SoS(41)]

Bonjour Saki,

Pour l'écart relatif, vous l'avez bien justifié.
Pour l'énergie cinétique, votre raisonnement est bon mais pour l'énergie potentielle, en chutant, l'altitude ( z) diminue, je vous laisse conclure comment évolue l'énergie potentielle.
Vous avez presque terminé votre exercice.
N'héitez pas pas à poser une autre question si vous en avez besoin.
Sos(41)