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Bac Physique-Chimie

Amérique Nord 1

Dans cette vidéo, Matisse du Studio aborde la deuxième partie de l'exercice qui concerne la vitesse d'impact sur le tapis de sol. Lorsque l'athlète franchit la barre, le centre de masse du masque se trouve à l'altitude ZA et sa vitesse est considérée comme nulle. L'altitude du centre de masse de l'athlète au moment de l'impact avec le tapis est notée ZB et l'action de l'air est négligée.

L'athlète est en chute libre après le franchissement de la barre car il a lâché sa barre et n'est plus soumis qu'à son poids. On ignore l'action de l'air. 

En utilisant le théorème de l'énergie cinétique ou la loi de conservation de l'énergie mécanique, on peut déterminer l'expression de la vitesse d'impact de l'athlète sur le tapis en fonction de G, ZA et ZB. Il est conseillé d'utiliser le théorème de l'énergie mécanique car il est plus simple à appliquer dans ce cas où il n'y a pas de forces non-conservatives à évaluer.

Pour appliquer le théorème de l'énergie mécanique, on définit le centre de masse G comme le système. La seule force à prendre en compte est le poids m fois G, qui est une force conservative. La variation d'énergie mécanique de la tête est nulle car elle est soumise uniquement à des forces conservatives. Donc, l'énergie mécanique se conserve, ce qui signifie que l'énergie mécanique finale est égale à l'énergie mécanique initiale.

En explicitant cette équation, on obtient la vitesse finale VF comme étant la racine carrée de 2 fois G fois ZA moins ZB. Dans cet exercice, ZB moins ZA est égal à 5,31 m, ce qui nous permet de calculer la vitesse d'impact de l'athlète sur le tapis, qui est de 10,2 m/s.

Il est recommandé d'appliquer le théorème de l'énergie mécanique en priorité dans ce genre de cas. Dans cette vidéo, le cas de la chute libre est adapté à l'utilisation de ce théorème. Merci de nous avoir suivi et à bientôt.

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio et dans cette vidéo on va se pencher sur la deuxième partie de cet exercice qui traite plus particulièrement de la vitesse d'impact au niveau du tapis de sol. Alors au moment du franchissement de la barre, le centre du masque de l'athlète se situe à l'altitude ZA et sa vitesse est considérée comme nulle. Donc on note ZB, l'altitude du centre de masse de l'athlète au moment de son impact avec le tapis et on néglige l'action de l'air. Donc les principales informations sont regroupées sur ce croquis juste ici avec Z et X comme variable. Alors, justifier qu'après le franchissement de la barre, l'athlète est en chute libre. Eh bien, justement, ayant lâché sa barre, l'athlète n'est plus soumis qu'à son poids une fois qu'il a franchi la barre en altitude. Il est donc en chute libre puisqu'on néglige l'action de l'air. Une partie 2. En utilisant le théorème de l'énergie cinétique ou la loi de conservation de l'énergie mécanique, déterminer l'expression de la vitesse d'impact de l'athlète sur le tapis en fonction de G, ZA et ZB. Donc là, on nous met directement sur la piste du théorème énergétique à utiliser. Donc, on ne pose pas plus de questions. Alors, pour choisir entre les deux, si on a le choix, en général, il vaut mieux partir sur le théorème de l'énergie mécanique qui est plus simple à appliquer puisqu'on n'a pas tous les travaux à évaluer. On a simplement ceux des forces non-conservatives. Donc, comme il n'y en a pas ici, c'est plus simple, je trouve. Donc, petit conseil, plutôt, si on a le choix, se pencher sur le théorème d'énergie mécanique. Donc, à partir de là, qu'est-ce qu'on peut dire ? Eh bien, comme tout théorème de mécanique, on doit bien sûr appliquer la démarche classique que l'on répète à chaque fois. Premièrement, en définition du système, c'est le centre de masse G. Ensuite, l'obligation des forces, c'est simplement le poids m fois G qui est une force conservative. Et ensuite, on applique le théorème de l'énergie mécanique. Eh bien, comme la tête n'est soumise qu'à des forces conservatives, eh bien, sa variation d'énergie mécanique est nulle. Il ne perd pas d'énergie, il n'en gagne pas, l'énergie mécanique. Donc, la variation est nulle. Alors, qu'est-ce qu'on peut dire ? À ce moment-là, si la variation est nulle, ça veut dire que l'énergie mécanique se conserve. Et donc, l'énergie mécanique finale est égale à l'énergie mécanique initiale. Donc, ECF plus EPPF est égal à ECI, pardon, il y a une petite faute ici, plus EPPI. Et donc, en explicitant, eh bien, ECF, c'est un demi de m fois la vitesse finale, justement, au carré, c'est celle qui nous intéresse, plus mg fois ZB. Et c'est égal à quoi ? Eh bien, on a dit qu'il y avait une vitesse nulle au niveau du point A. Donc, 0 plus mgZA. Donc, finalement, en isolant ce qui nous intéresse, la vitesse finale, eh bien, VF, c'est égal à racine carrée de 2 fois G fois ZA moins ZB. Et donc, finalement, on donne ZB moins ZA qui est égal à 5,31 m. Il faut donc en déduire la valeur de la vitesse d'impact de l'athlète. On a tout ce qu'il nous faut pour répondre à la solution. Et donc, l'application numérique nous donne une vitesse finale, une vitesse d'impact au niveau du matelas de 10,2 m par seconde. Donc, voilà ce qu'il fallait dire pour cette partie d'exercice. Alors, c'est plutôt guidé. On nous met directement sur la piste du théorème à appliquer. Donc, comme je vous l'ai dit, en priorité, le théorème de l'énergie mécanique à bien savoir appliquer. Ici, c'est le cas de but libre. Donc, c'est tout à fait adapté. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo. Et puis, à bientôt. ❤️ par SousTitreur.com

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