SOS physique-chimie

Bonjour,

J’ai un exercice à faire qui me pose problème. J’ai déjà tenté les deux premières questions. Pouvez-vous vérifier et me donner des pistes pour les autres questions ?

Un athlète de masse 72 kg effectue un saut depuis une plate-forme distante de 10 m de la surface de l'eau. Lorsqu'il est prêt à plonger son centre d'inertie est à 80 cm de la surface sur laquelle repose ses pieds.
1. En prenant pour niveau de référence la surface de l'eau, calculer la valeur de l'énergie potentielle de pesanteur du plongeur :
a. lorsqu'il est debout sur la plate forme.
b. lorsque son centre d'inertie pénètre dans l'eau.
c. lorsque son centre d'inertie est 3,0 m sous l'eau.
2. Refaire ces calculs en prenant pour référence la surface de la plate-forme.
3. Calculer la variation de l'énergie potentielle de pesanteur du plongeur pendant la phase aérienne du plongeon. On considérera que cette phase se termine quand son centre d'inertie pénètre dans l'eau.
4. En déduire le travail de son poids pendant la phase aérienne du plongeon.
5. Le plongeur pénètre dans l'eau avec une vitesse v = 9,4 m.s-1. Peut-on associer à ce plongeon l'expression "chute libre" ?

1. On prend quand référence la surface de l'eau.
a. Epp = mgh = 72 x 9,81 x 10 = 7,1 x 10^3 J.
b. Epp = 72 x 9,81 x 0 = 0 J.
c. Epp = 72 x 9,81 x (-3) = -2,1 x 10^3 J.
2. On prend quand référence la surface de la plate forme.
a. Epp = mgh = 72 x 9,81 x 80 x 10^-2 = 5,65 x 10^2 J.
b. Epp = 72 x 9,81 x 10 = 7,1 x 10^3 J.
c. Epp = 72 x 9,81 x 13 = 9,2 x 10^3 J.

Merci.

Victor

Bonjour Victor,

Tout d'abord, je vous ferai une remarque générale, n'oubliez pas d'écrire la formule littérale avant de faire le calcul et n'utilisez pas h pour deux grandeurs différentes: vous pouvez, par exemple, noter h = 82 cm et H = 10m.

Question 1: Epp = mgz (référence: surface de l'eau, axe orienté vers le haut)
a: vous avez oublié de considérer la hauteur h à laquelle se trouve le centre de gravité du plongeur, z = H + h
b: réponse correcte (z=0)
c: réponse correcte (z=-3 m)

Question 2: Epp = mgz (référence: surface de la plate-forme, axe orienté vers le haut)
a: réponse correcte (z=h)
b: il manque un signe "-" car z = -H (On considère toujours l'axe orienté vers le haut, comme pour les autres questions. On ne change pas l'orientation en cours de questions)
c: même remarque, il manque un signe "-" car z = -H-3 = -13 m

Question 3: Vous devez utiliser les résultats de la question 1 (a et b)pour calculer la variation d'énergie potentielle entre le moment où le plongeur est sur la plate-forme et le moment où il atteint l'eau

Question 4: Vous devez utiliser la formule qui lie la variation d'énergie potentielle de pesanteur et le travail du poids (formule du cours)

N'hésitez pas à nous recontacter.

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