résolu

Pendant un vol destiné à effectuer des expériences scientifiques, la chute d'un avion est assimilée à une chute libre pendant 20 secondes. On considère alors que l'avion n'est soumis qu'à son poids.
Un scientifique est attaché à un siège de l'avion. Il observe un objet qui flotte dans l'air de la cabine. Cet objet lui apparait immobile.
1. Lorsque l'avion est en chute libre, expliquer pourquoi son mouvement n'est pas rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre.
Donner un référentiel dans lequel le scientifique, attaché à son siège, est immobile.
Dans le référentiel terrestre, l'objet qui flotte est-il soumis à des forces qui se compensent ? Justifier.
Expliquer pourquoi le scientifique voit l'objet immobile flottant dans l'air de la cabine.

Répondre :

RevengeRWT

Lorsque l'avion est en chute libre, son mouvement n'est pas rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre car il subit une accélération vers le bas due à la gravité, ce qui entraîne une variation de sa vitesse au cours du temps.

Le référentiel dans lequel le scientifique, attaché à son siège, est immobile est le référentiel lié à l'avion.

Dans le référentiel terrestre, l'objet qui flotte est soumis à des forces qui se compensent. En effet, l'objet est soumis à la force gravitationnelle vers le bas et à la force de réaction exercée par l'air vers le haut. Ces deux forces s'équilibrent, ce qui permet à l'objet de flotter.

Le scientifique voit l'objet immobile flottant dans l'air de la cabine car il est lui-même en chute libre avec l'avion, et donc en état d'apesanteur par rapport à l'avion. Dans ce référentiel en chute libre, l'objet semble immobile car il suit la même trajectoire que le scientifique et conserve sa position relative par rapport à lui.

Réponse:

Bonjour, j'espère pouvoir vous aider et que c'est bien ça que vous demandez :

1. Lorsque l'avion est en chute libre, son mouvement n'est pas rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre car il est en réalité en accélération constante vers le sol. Malgré l'absence de résistance de l'air, la gravité agit sur l'avion et le fait accélérer vers le bas.

2. Le référentiel dans lequel le scientifique, attaché à son siège, est immobile est le référentiel de l'avion lui-même. Dans ce référentiel, le scientifique est en repos par rapport à son siège et à tout ce qui l'entoure dans la cabine.

3. Dans le référentiel terrestre, l'objet qui flotte est soumis à deux forces qui se compensent : la gravité, qui le tire vers le bas, et la force de sustentation, générée par la différence de pression de l'air autour de l'objet, qui le maintient en suspension. Ces deux forces s'annulent, donc l'objet reste en équilibre.

4. Le scientifique voit l'objet immobile flottant dans l'air de la cabine car, dans le référentiel de l'avion en chute libre, il est en réalité en mouvement avec l'objet et l'air environnant. Donc, depuis son propre référentiel en mouvement avec l'avion, l'objet semble immobile car il suit le même mouvement que le scientifique et la cabine de l'avion.

Au revoir et n'hésitez pas si besoin d'une autre question !!!

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