Un skieur glisse sur une piste inclinée d'un angle de 30° par rapport à l'horizontale.
La trajectoire de son centre d'inertie est rectiligne.
La masse du système (skieur-skis) est de 80 kg. g = 10 N/kg.
L’air et la piste exercent des forces de frottements assimilables aux deux forces de valeur respective f et f' . Ces forces sont colinéaires au vecteur vitesse mais de sens opposé.
1) Le skieur, en position de recherche de vitesse, atteint une vitesse constante. Faire le bilan des forces exercées sur le système. Shématiser celles-ci. Que peut-on dire de la somme de toutes les forces appliquées au système ?
2) Il arrive sur une zone verglacée . Il ne tombe pas. Quelles sont la ou les forces qui sont modifiées à cet instant ? A cet instant, le skieur est-il accéléré ou ralenti ?
3) Sur la zone verglacée, le skieur atteint une nouvelle vitesse constante . Il se redresse. A cet instant, quelles sont la ou les forces qui sont modifiées par rapport à la situation 2 ? Le skieur est-il accéléré ou ralenti ?
Poids vertical, vers le bas, valeur mg= N
action normale du support, perpendiculaire au support, vers le haut , valeur mg 30 = 693 N
frottement sur le sol , au support, dirigé vers le haut du plan , valeur f.
frottement de l', parallèle au plan vers le haut , valeur f'.
La valeur de la vitesse étant constante, d'après le principe d', la somme vectorielle des foces est nulle.
sur un axe parallèle au plan, dirigé vers le bas : mg 30 -f-f ' = 0
Sur la zone verglacée, la valeur de la force de frottement f due au plan . Les autres forces ne changent pas.
le vecteur accélération est colinéaire au vecteur vitesse et de sens que le vecteur vitesse.
La valeur de la vitesse augmente : le skieur .
Le skieur se redresse : la valeur de la force de frottement f due à l'air . Les autres forces ne changent pas.
le vecteur accélération est colinéaire au vecteur vitesse et de sens ( la somme vectorielle des forces est parallèle au plan, dirigée vers le haut.
La valeur de la vitesse diminue : le skieur est .