Exercice-1: Le saut à l'élastique du pont Ponsonnas haut de 103 m

Le saut à l'élastique consiste à se jeter depuis un point situé en hauteur, en étant accroché à un élastique.

Dans ce sujet, nous nous intéresserons au mouvement d'un sauteur et à ses sensations, puis nous nous concentrerons sur le choix des élastiques.

Un saut à l'élastique comporte principalement 4 phases:

Phase 1

Phase 2

l'élastique commence à se tendre, le sauteur ralentit

Phase 3

l'élastique est tendu au maximum, la vitesse du sauteur s'annule un bref instant

Phase 4

l'élastique se contracte, le sauteur remonte en reprenant de la vitesse

chute libre durant laquelle la vitesse augmente

Une fois ces 4 phases passées, le sauteur subit encore quelques oscillations avant de s'immobiliser définitivement. On donne ci-dessous la représentation graphique des variations de la vitesse du sauteur en fonction du temps:

1. Mouvement du sauteur:

1.1. Repérer la partie du graphique qui correspond à la phase 1. Justifier brièvement.

1.2. Indiquer la phase du saut qui correspond au point F.

1.3. La force de pesanteur (le poids du sauteur) modélise l'une des actions mécaniques s'exerçant sur le sauteur lors de sa chute

25

C

Préciser les caractéristique de cette force puis la Modéliser directement sur le schéma en phase 3 Sachant que le sauteur a une masse de 78 kg.

(échelle: 1cm pour 500N)

10

5

E

H

B

F

4. Représenter le diagramme objet-interaction pour le sauteur En phase I et en phase 2

Durée

Énergie du sauteur et conversion

1. En utilisant les termes << énergie potentielle » et « énergie cinétique », décrire la conversion d'énergie qui a l

ors de la phase 1 du saut.

2.Calculer l'énergie potentielle du sauteur en haut du pont.

3. À l'aide du graphique, déterminer la valeur maximale de la vitesse atteinte par le sauteur.

2.4. En déduire, par un calcul, que la valeur maximale de l'énergie cinétique du sauteur de 78kg (équipement

nclus) est de l'ordre de 30 000 J. Quelle est alors son énergie potentielle. Justifier.

2.5. Le tableau ci-contre donne l'énergie cinétique de différents véhicules à une vitesse donnée. En comparant la valeur maximale de l'énergie cinétique obtenue à la question 2.4 à celle d'un véhicule en mouvement, préciser rôle de l'élastique.