Exercices : Principe dinertie I Chute et parachute : On tudie le
mouvement d'un mobile constitu d'un parachutiste quip de son
parachute, dans le rfrentiel terrestre. La masse du mobile vaut m =
110 kg. Pour simplifier, on supposera qu'il n'y a pas de vent et
que la trajectoire est rigoureusement verticale. La courbe
ci-dessous reprsente l'volution de la vitesse instantane du mobile
en fonction du temps coul depuis que le parachutiste a saut. Pour
viter que le parachute ne se prenne dans les hlices de l'avion, le
parachutiste attend 5 secondes avant d'ouvrir son parachute.
1 tude du mouvement pendant les 5 premires secondes aprs le
saut.a) Dcrire le mouvement du mobile pendant les 5 premires
secondes en justifiant les mots employs.b) Que nous apprend le
principe dinertie sur les forces exerces sur le mobile ?c) Dcrire
les forces exerces sur le mobile et les comparer.2 Le parachute est
ouvert. On tudie le mouvement pendant 15 secondes (de 5 20 secondes
aprs le dbut du saut).a) Dcrire le mouvement du mobile pour 5s <
t < 20s en justifiant les mots employs.b) Que nous apprend le
principe dinertie sur les forces exerces sur le mobile ?c) Dcrire
les forces exerces sur le mobile et les comparer.3 Etude du
mouvement partir de la 20e seconde : le parachute est ouvert et le
parachutiste n'a pas termin son saut.a) Que vaut la vitesse du
mobile ? Convertissez cette vitesse en kilomtres par heure. On
prendra g = 10N.kg-1.b) Dcrire le mouvement du mobile pour t >
20s en justifiant les mots employs.c) Que nous apprend le principe
dinertie sur les forces exerces sur le mobile ?d) Dcrire les forces
exerces sur le mobile et les comparer.
II 1 Un vaisseau spatial navigue dans le vide interplantaire :
il nest soumis aucune force.a) Que peut-on dire de son mouvement ?
Justifier.b) A-t-il besoin dun systme de propulsion pour maintenir
sa vitesse constante ?2 Le vaisseau approche dune plante et se
place en orbite circulaire autour delle. Comment peut-on justifier
le changement de trajectoire ?
III Une boule de masse m = 100 g roule sur un plan horizontal,
puis sur un plan inclin. On enregistre laide dune vido la position
de la bille. Il nexiste pas de frottement entre la bille et les
plans. Sur le document 1m est reprsent par10 cm. Entre deux prises
de vue la dure t = 40 ms. Numroter les positions du centre C de la
bille (C0, C1C9)1 Mouvement sur le plan horizontal : a) Quelle est
la trajectoire de C ? Que peut-on dire de la vitesse de la bille
entre C1 et C4. Calculer cette vitesse.b) Conclure sur la nature du
mouvement entre C0 et C4.c) Reprsenter les forces extrieures
exerces sur la bille sur le schma en tenant compte du principe
dinertie.2 Mouvement sur le plan inclin : a) Que peut-on dire de la
vitesse instantane ? Justifier.b) Que peut-on dire du mouvement du
centre de la bille ? Que peut-on dire des forces exerces sur la
bille ? d) Reprsenter les forces extrieures exerces sur la bille
sur le schma.c) Le principe dinertie se vrifie-t-il ?
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volution de la vitesse du parachutiste au cours du tempsv
(m.s1)
