Physique
Exercice 1
On étudie le mouvement d'un skieur nautique lors d'un saut au tremplin.
Le skieur de masse m = 70 kg est tracté à vitesse constante par un canot par l'intermédiaire
d'un câble tendu, parallèle au plan d'eau. Les frottements moyens de l'eau, subis par le
skieur, sont estimés à une force constante de 700 N. Après un parcours de 200 m, le skieur
arrive au point B avec une vitesse de 72 km.h⁻¹.
1. Faire le bilan des travaux de toutes les forces exercées sur le skieur en précisant celles qui
ne travaillent pas.
2. Déterminer la valeur du travail du câble.
On suppose tout au long de l'exercice que l'origine de l'axe vertical ascendant Oz coïncide
avec la surface du plan d'eau.
3. Déterminer la valeur de l'énergie mécanique au point A et au point B. Conclure.
Le skieur lâche le câble et aborde un tremplin de longueur 10 m et de hauteur 5,0 m au-
dessus du plan d'eau. Sur le tremplin, une force de frottement de 500 N s'exerce sur le
skieur.
4. Déterminer la vitesse du skieur au point C (sommet du tremplin).
Le skieur effectue le saut. On néglige les frottements de l'air. La vitesse au sommet D de la
trajectoire du skieur est VD = 9,0 m.s⁻¹.
5. Exprimer littéralement en fonction de m, g, ZC, ZD, VC et VD, l'énergie mécanique au point
C et au point D. Y a-t-il conservation de l'énergie mécanique entre les points C et D ?
Justifier. En déduire la hauteur du point D, sommet de la trajectoire.
Donnée : g = 9,8 N.kg⁻¹
1
/
1
100%
