15 : force et mouvement dans le sport

15 :
FORCE ET MOUVEMENT DANS LE SPORT
Pour chaque proposition, indiquer si elle est vraie ou fausse.
1) Pour étudier le mouvement d’un ballon de rugby lors d’une chandelle
(action qui consiste à envoyer le ballon vers le haut et l’avant pour le
récupérer à son point de chute), il faut d’abord choisir un objet de
référence par rapport auquel on étudiera le mouvement du ballon.
2) Le mouvement du ballon de rugby pendant la chandelle sera le même
pour tous les joueurs sur le terrain, qu’ils soient immobiles ou en train de
courir.
3) Le plus souvent, les journalistes et entraîneurs analysent la trajectoire du
ballon de rugby dans le référentiel géocentrique.
4) Lorsqu’on étudie son mouvement, le ballon de rugby est assimilé à un
point et on ne se préoccupe pas de sa rotation sur lui-même.
5) Au cours d’un match de football, un attaquant tire un coup franc direct
vers le but adverse. Un défenseur de l’équipe adverse saute alors et la tête
du défenseur se trouve sur la trajectoire du ballon. Le but ne peut donc
jamais être marqué.
6) Si le poteau se trouve sur la trajectoire du ballon, le but ne peut jamais
être marqué non plus.
7) L’étude des positions du ballon en fonction du temps permet de
déterminer l’évolution de la valeur de la vitesse du ballon.
8) L’étude des positions du ballon en fonction du temps ne permet pas de
décrire complètement la vitesse du ballon.
9) Si le ballon se déplace à une valeur de vitesse v constante pendant une
durée t, la distance qu’il a alors parcourue est égale à v x t.
10)
La valeur indiquée par un chronomètre indique toujours la durée
d’un évènement.
11)
Le mouvement d’un ballon de rugby lors d’une chandelle peut être
perturbé par une rafale de vent car le vent exerce une action mécanique
sur la balle.
12)
L’action mécanique du vent sur le ballon de rugby peut être
assimilée à une force.
13)
Lorsque l’on veut étudier le mouvement d’une balle de tennis qui
quitte la raquette d’un joueur de tennis, il faut prendre en compte l’action
mécanique de la raquette et l’action mécanique du poids sur la balle.
14)
En donnant le poids, qui est une force, d’une personne en
kilogrammes (kg), on commet une erreur car le poids étant une force, il
doit être exprimé en Newton (N)
15)
Une force est totalement décrite par sa valeur.
Pour les questions 16 à 21, on se place dans les conditions suivantes :
Un parachutiste effectue un saut depuis un hélicoptère. L’hélicoptère fait un
point fixe et est immobile au moment où le parachutiste se jette dans le vide. On
étudie la valeur de la vitesse du parachutiste tombant en ligne droite avant
l’ouverture de son parachute. On constate que cette valeur augmente avec le
temps puis devient constante. On considère que, pendant le saut et avant
l’ouverture du parachute, les seules forces qui s’exercent sur le parachutiste sont
le poids et les forces de frottements.
16)
Le parachutiste étant immobile avant de se jeter dans le vide, on
peut en déduire que les forces qui s’exercent sur lui à cet instant se
compensent.
17)
Comme la valeur de sa vitesse augmente immédiatement après qu’il
se soit lancé dans le vide, on peut en déduire que les forces qui s’exercent
sur lui ne se compensent plus.
18)
A partir de l’instant où la valeur de la vitesse du parachutiste est
constante, la valeur des forces de frottements est égale à la valeur du
poids.
19 )
La valeur des forces de frottements a augmenté au cours de sa chute.
20)
Le poids et les forces de frottements ont même la direction mais des
sens différents.
21)
Dans la phase où la valeur de sa vitesse a atteint une constante, le
parachutiste peut à nouveau augmenter sa vitesse en adoptant une
position qui diminue les frottements.
22)
Les forces qui s’exercent sur un enfant dans un manège ne peuvent
jamais se compenser.
23)
Les forces qui s’exercent sur une voiture en train de ralentir sur une
route rectiligne se compensent puisque la trajectoire de la voiture reste
inchangée.
24)
Une bille de fer se déplaçant sur une table est déviée par un
aimant. On peut en déduire que la valeur de la vitesse de la bille
augmente car l’aimant exerce une force sur la bille.
25)
On compare les effets de la force exercée par le vent sur un poids
de masse élevée lancé par un athlète lors d’une compétition d’athlétisme
et un ballon tapé en chandelle lors d’un match de rugby. L’action
mécanique du vent est proportionnelle à sa vitesse. Pour une même
déviation de la trajectoire du ballon de rugby et du poids de l’athlète, on
désigne par v1 la vitesse du vent déviant le ballon de rugby et v2 la vitesse
du vent déviant le poids de l’athlète. On a alors v2 très supérieur à v1.