physique (première) · Chapitre 4 · Exercice de TD

Un parachutiste de masse totale kg tombe

Mouvement d'un système · Des forces au mouvement · niveau 2

Énoncé

Un parachutiste de masse totale $m = 80$ kg tombe.

En chute stabilisée, sa vitesse reste égale à $50 m / s$ . Que vaut la somme des forces ? En déduire la force exercée par l'air.
Il ouvre son parachute : sa vitesse passe de $50$ à $6, 0 m / s$ en $Δ t = 2, 0$ s. Estimer la somme des forces pendant cette phase, puis la force de l'air.
Comparer cette dernière au poids. Commenter la sensation ressentie.

Corrigé de la question 1

1. Vitesse constante en direction et en valeur : $Δ v = 0$ , donc $\sum F = 0$ . La force de l'air compense exactement le poids :

$F_{air} = m g = 80 \times 9, 8 = 7, 8 \times 1 0^{2} N, verticale, vers le haut.$

Question 2 : comment l'IA t'aide

2. Il ouvre son parachute : sa vitesse passe de $50$ à $6, 0 m / s$ en $Δ t = 2, 0$ s. Estimer la somme des forces pendant cette phase, puis la force de l'air.

Élève

Pour la question 2, je pensais utiliser $\sum F = m \times a$ avec $a = \frac{Δ v}{Δ t}$ . Mais je ne sais pas trop comment prendre les signes.

Bonne idée de partir de la deuxième loi de Newton. Commence par choisir un axe et dis-moi dans quel sens tu l'orientes.

Élève

Je prends l'axe vertical vers le bas. Du coup $v$ initiale vaut $+ 50$ et la finale $+ 6, 0$ .

Très bien. Avec cet axe, calcule $Δ v = v_{finale} - v_{initiale}$ puis $\frac{Δ v}{Δ t}$ . Quel signe obtiens-tu pour $\sum F$ ?

L'IA ne donne pas la réponse : elle pose la question qui fait avancer. À toi de continuer.

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Reprends la question 2 là où le dialogue s'arrête, puis la suite de l'exercice.

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