La luge : la pente puis le plat

Exercice d'entraînement · niveau 2 · physique (seconde), chapitre 2 — Description d'un Mouvement · Trajectoire, vecteur vitesse et nature du mouvement

Énoncé

Une luge descend une pente rectiligne puis poursuit sa course en ligne droite sur le plat. Un enregistrement relève sa position toutes les $Δ t = 0, 20 s$ . Les distances entre positions consécutives valent successivement, en centimètres : $5, 0; 8, 0; 11, 0; 14, 0; 14, 0; 14, 0; 14, 0.$

1. Donner la nature complète du mouvement pendant la première phase, puis pendant la seconde.
2. Calculer la valeur de la vitesse de la luge sur le plat, en $m/s$ .
3. Calculer la vitesse moyenne de la luge sur la première phase, c'est-à-dire sur les quatre premiers intervalles.

<p class="legende-figure">Une position toutes les $Δ t = 0, 20$ s ; distances en centimètres.</p>

Corrigé

1. Les positions sont alignées dans les deux phases : la trajectoire est rectiligne du début à la fin. Sur les quatre premiers intervalles, les distances augmentent régulièrement ( $5, 0$ ; $8, 0$ ; $11, 0$ ; $14, 0 cm$ ) alors que la durée $Δ t$ est la même : la valeur de la vitesse augmente. Le mouvement est rectiligne non uniforme. Sur les intervalles suivants, les distances sont toutes égales à $14, 0 cm$ : la vitesse ne varie plus. Le mouvement est rectiligne uniforme.
2. Sur le plat, la luge parcourt $14, 0 cm = 0, 140 m$ en $0, 20 s$ : $v = \frac{0 , 140}{0 , 20} = 0, 70 m/s .$
3. Sur la première phase, la distance parcourue vaut $5, 0 + 8, 0 + 11, 0 + 14, 0 = 38, 0 cm = 0, 380 m$ , en $4 \times 0, 20 = 0, 80 s$ : $v_{moy} = \frac{0 , 380}{0 , 80} = 0, 48 m/s .$ Cette valeur moyenne est bien comprise entre la vitesse du début de la pente et celle atteinte en bas.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.