Un skieur ( masse m = 80 kg) descend, à vitesse constante, v= 72 km/h, une piste rectiligne de pente 10%. g=10 N/kg.

1. Schématiser les forces qui s'exercent sur le skieur.
- Quelle relation lie ces forces ? Justifier.
Le skieur est soumis à :
- son poids, verticale, vers le bas, valeur Mg = 800 N
- L'action normale du plan et à la force de frottement F, colinéaire à la vitesse et de sens contraire.

Le mouvement est rectiligne ; la valeur de la vitesse est constante : le mouvement du centre d'inertie du skieur est .
La première loi de Newton ou principe d' affirme que la somme vectorielle des forces est nulle : le skieur est .

2. Quelle est la valeur de la force de frottement, notée F ?

sin alpha voisin de 0,1 ( pente 10%)
sin alpha = F / (Mg) soit F = Mg sin alpha= 80*10*0,1 = N.

3. Quelle est la puissance de cette force.

Exprimer la vitesse en m/s en 72 km/h par 3,6 : v = 20 m/s.
puissance de F : -80*20 = - 1600 W= - kW.

4. 25% de cette puissance est fournie à la neige. Quelle masse de neige, prise à 0°C, est susceptible de fondre à chaque seconde ?
On donne la chaleur latente de fusion de la glace L=330 kJ/kg.
Une masse m ( kg) de neige reçoit chaque seconde une énergie égale à : 1,6*0,25 = 0,4 kJ
Pour faire fondre 1 kg de neige il faut dépenser 330 kJ.
D'où masse m (kg) = 0,4 / 330 = 1,2 10^ -3 kg = g.