Bonjours je suis en terminale et j ai un exercice de physique noté à faire mais je n y arrive pas. Est ce que sa serait possible que vous m aidiez:

énoncé: En novembre 2016, Thomas Pesquet confiait avant son depart:" À la cité des étoiles,la centrifugeuse est utilisée pour reproduire les accélération que nous subirons dans le Soyouz. Le but est de vérifier que nous restons en possession de nos moyens, sous des accélération de plus en plus grandes. Jusqu'à 9g (on pese 9 fois notre poids) ! À ces accélération, on a le visage déformé, et il faut bloquer sa cage thoracique pour ne pas qu'elle s'écrase."
R=18 m

1) calculer la vitesse de thomas pesquet lorsqu'il subit l' accélération maximale. (Vous préciserez au préalable quel est le référentiel d'étude et quel est le repère utilisé en justifiant votre choix)

2)Lors d'un mouvement rectiligne uniformément accéléré, sans vitesse initiale, déterminer la vitesse atteinte par un spationaute à l'entraînement subissant une accélération de 9g en 1,0 s. (Vous préciserez au préalable quel est le référentiel d'étude et quel est le repère utilisé en justifiant votre choix)

3) Expliquer, alors, quel est l' intérêt d' un entraînement en mouvement circulaire.

Question

Answered

Sagot :

SCOLADAN SCOLADAN · Answer 1 · 2021-11-14T14:53:08+01:00

Bonjour,

1) On suppose que la vitesse de rotation est constante (fin de l'accélération)

Référentiel : Le centre de rotation fixe de la centrifugeuse et repère de Frenet (n,t) (en vecteurs : n pour normal et t pour tangent)

Dans ce repère, en appliquant la relation fondamentale de la dynamique :

P + R + T = m.a (tjs en vecteurs) avec :

P poids, R réaction au poids et T tension retenant la nacelle à l'axe de rotation.

Comme P et R se compensent : T = ma

En projetant sur t : at = 0 car T n'a pas de composante tangentielle

En projetant sur n : an = T/m = vn²/R

⇒ vn = √(an x R)

avec : R = 18 m et an = 9g = 9 x 9,81 = 88,3 m.s⁻²

Soit : vn = √(88,3/18) ≈ 2,2 m.s⁻¹ (8 km.h⁻¹ environ)

2) Même condition : La vitesse est stabilisée (et pas de frottements)

Référentiel terrestre réduit à un l'axe vertical Oz de chute orienté vers le centre de la Terre.

P = m.az ⇒ m.9g = m.az ⇒ az = 9g = 88,3 m.s⁻²

az = dvz/dt

⇒ Pour Δt = 1,0 s, Δvz = az x Δt = 88,3 x 1 = 88,3 m.s⁻¹

Et comme la vitesse initiale était nulle : vz = 88,3 m.s⁻¹ (318 km.h⁻¹ !!!)

3) Un entrainement en centrifugeuse permet donc de simuler des accélérations élevées, sans avoir à propulser l'astronaute à des vitesses folles...