Exercice 2: Etude d'un grêlon
Un enfant, initialement à l'arrêt, descend une pente en
luge. On considère le système (enfant + luge), l'étude
se fait dans le référentiel terrestre.
Données :
masse système : m = 40 kg
longueur de la piste: L = AB = 30 m
angle de la pente avec l'horizontale: a = 15°
a) Calculer l'énergie mécanique de ce système en A.
b) On suppose que le système n'est soumis à aucun frottement. Que peut-on dire de
l'énergie mécanique du système ? Justifier.
c) Quelle est la valeur de son énergie mécanique au moment où il arrive en B?
d) Déduire de la question précédente la vitesse atteinte par le système en B.
e) En réalité, le système arrive en B avec une vitesse v = 18 km.h1. Comment expliquer
la différence avec le résultat précédent ?
f) Calculer la «< vraie >> valeur de l'énergie mécanique en B.
g) En déduire la valeur f de la force de frottement qui est appliquée au système.