Bonjour,

Une maquette de laboratoire simule un saut à l'élastique.
Elle est composée d'un solide de masse m = 1,0 kg relié
à un point fixe par un élastique.
À la date t = 0 s, on lâche le solide sans vitesse initiale
depuis le point d'attache. Un dispositif expérimental
fournit les courbes d'énergies ci-dessous, où le sol de la
pièce est le niveau où l'énergie potentielle de pesanteur
est nulle. Le mouvement est vertical.


1. a. Identifier les courbes représentant l'énergie ciné-
tique E et l'énergie potentielle de pesanteur Epp du
solide.

b. Quelle courbe représente l'énergie mécanique Em du
solide? Justifier le fait que l'effet des frottements de
l'air est imperceptible dans cette expérience.

2. a. La quatrième courbe représente l'énergie emma-
gasinée par l'élastique lorsqu'il se tend, et qu'il restitue
entièrement lorsqu'il se détend.
En déduire la durée de chute libre, c'est-à-dire la date t₁
à laquelle l'élastique commence à se tendre.

b. Entre t = 0 s et la date t₁, quelle est la variation de
l'énergie potentielle de pesanteur du solide ?
En déduire la longueur de l'élastique non tendu.

3. Calculer la vitesse maximale du solide et la longueur
de l'élastique au moment où cette vitesse est atteinte.

4. Déterminer l'altitude initiale du solide au-dessus du
sol, puis sa hauteur minimale au-dessus du sol.

5. On suppose que l'énergie mécanique est conservée
tout au long du mouvement.
Recopier l'allure du graphique et le prolonger jusqu'à
la date t = 3,0 s.