Chute libre
Tout corps lâché au voisinage de la Terre tombe verticalement.
L’étude expérimentale de la chute montre que tous les corps en chute libre (ne subissant pas ou très peu les frottements de l’air) sont en MRUA.
L’accélération est la même quelle que soit la masse du corps.
Elle est notée g et vaut 9,81 m/s².
Les lois de la chute libre d’un corps sont donc les mêmes que celles d’un MRUA avec une accélération a=g.
Si un corps est lancé vers le bas avec une vitesse initiale les formules deviennent :
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Si un corps est lâché à une vitesse initiale v0 = 0 m/s, on peut écrire les relations :
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Sauras-tu nous répondre ?
1) Si Maxime lance une canette de 350g du haut des escaliers de secours (hauteur des escaliers : 9,39m) :
-Après combien de temps atteindra-t-elle le sol ?
- Avec quelle vitesse atteindra-t-elle le sol ?
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Le parachute
Nous avons beaucoup réfléchi à la conception de notre parachute … De quelle forme sera-t-il ? Comment l’accrocher à notre canette ? Quel diamètre doit-il avoir pour qu’il tombe à la bonne vitesse ?
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La solution sera l'équilibre entre :
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un parachute qui descend assez lentement pour garantir la protection des instruments sensibles (en combinaison avec une protection au choc).
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une descente assez rapide pour garantir la stabilité du parachute et sa charge.
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La formule de base est la formule de la force aérodynamique:
Fd = mg = 1/2 ρ Cd Sv²
où :
Fd = Force Drag (N)
m= masse (kg)
g= gravité= 9,81(N)
ρ = masse volumique de l’air = 1.23 (kg/m³)
Cd = Drag coefficient dépendant de la forme (0.62-0.96 pour parachute de base rond)
S = Surface du parachute (m²)
v = Vitesse de descente (m/s)
Ainsi :
S= 2mg/ρCdV²
Sauras-tu nous répondre ?
1) Quelle est la vitesse moyenne du parachute et de la canette que Maxime lance du haut des escaliers de secours à une hauteur de 9,39m dur cette vidéo ? Prépare ton chronomètre !
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2) Calcule le diamètre du parachute que nous allons devoir accrocher à notre CANSAinTJean si celle-ci possède une masse de 350g et qu’elle doit descendre à une vitesse de 9m/s ?
