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Balle en chute libre
Un objet en chute libre depuis une position fixe parcourt une distance proportionnelle au carré du temps écoulé. Cette photo a été prise sur une période de 0,5 seconde avec un flash stroboscopique réglé sur 20 impulsions par seconde. La balle, de la taille d'une balle de tennis, était retenue par un fil noir sectionné au moment où l'exposition a commencé et où le flash produisit sa première impulsion lumineuse.
Chute libre dans un champ de pesanteur uniforme
Schéma montrant la vitesse de chute libre d'un objet en fonction du temps dans un champ de pesanteur uniforme, lorsqu'il subit l'accélération de la pesanteur de la Terre (1 g). La résistance de l'air est négligée et la vitesse initiale supposée nulle. La vitesse augmente à chaque seconde de 9,81 m/s.
Dessins et plans, Carré, Falaises, Chute libre, Formes (mathématiques), Odysseus, Onomatopées, Personnages imaginaires
Hervé le carré s'écrase au sol et s'aplatit
Hervé le carré s'écrase au sol et s'aplatit, in "Le carré qui voulait devenir rond", histoire imaginée par Odysseus pour Noël 2014. Source : http://odysseuslibre.be/mondelibre/le-carre-qui-voulait-devenir-rond/
Dessins et plans, Énergie mécanique -- Transmission, Dix-huitième siècle, Isaac Newton (1642-1727), Galilée (1564-1642), Chute libre, Génie mécanique, Machines -- Modèles réduits
Machine d'Atwood
Machine d'Atwood (surcharge à gauche, masse à droite) : Atwood (1746-1807) est surtout célèbre chez les élèves de terminales math. élém. des années 1945-1972, par sa « machine » hautement didactique qui permettait de s'entraîner sur la bonne application de la « relation fondamentale de la dynamique » (deuxième loi de Newton) et/ou la conservation de l'énergie mécanique. Tous les grands lycées de France possèdent sans doute encore, dans leurs placards, une machine d'Atwood. Du point de vue expérimental, l'appareil fut l'objet d'un travail soutenu durant au moins un siècle, ce qui permit de tenir compte de beaucoup de correctifs. Néanmoins, pouvoir placer l'appareil dans un grand tube de Newton est resté l'apanage des très grands lycées. La chute libre est difficile à étudier quantitativement, car les temps de parcours sont très courts. Galilée est le premier à chercher comment la ralentir, sans la « dénaturer » : il pensa au plan incliné d'angle α (où intervient seulement g⋅sinα), puis à la succession de plans inclinés. La difficulté pour Galilée restait la mesure du temps… Atwood proposa « sa » machine pour diminuer l'accélération des masses.
Machine d'Atwood
Machine d'Atwood : La chute libre est difficile à étudier quantitativement, car les temps de parcours sont très courts. Atwood proposa « sa » machine pour diminuer l'accélération des masses. Sur une poulie, un fil relie deux masses m_1 et m_2 (m_1 < m_2). Si les masses sont égales et le système immobile il restera ainsi en équilibre. Si l'une des masses est plus grande (m_2 > m_1, par exemple), son poids entraîne le mouvement, mais on conçoit que la masse m_1 ralentit la chute de m_2 .
Dessins et plans, Balles et ballons, Énergie mécanique -- Transmission, Physique, Énergie, Énergie cinétique, Transfert d'énergie, Énergie potentielle, Énergie -- Conservation, Masse gravitationnelle
Chute libre : trois formes successives d'énergie
Dans la chute, de l'énergie potentielle devient de l'énergie cinétique. On peut utiliser le principe de conservation de l'énergie mécanique d'un système dans le cas d'une balle élevée à une certaine hauteur du sol. Initialement, elle possède de l'énergie potentielle gravitationnelle. En tombant, accélérée par la force gravitationnelle (une force conservative), son énergie potentielle devient graduellement de l'énergie cinétique. Juste au moment de toucher le sol, la différence d'énergie potentielle gravitationnelle, entre sa position initiale et celle qu'elle occupe, est devenue de l'énergie cinétique. Dans cet exemple, pour considérer que l'énergie est entièrement conservée, il faut négliger la résistance de l'air.
Chutte d'eau de Salto Angel
Vue du Salto Angel (Chutes Angel, du nom de Jimmy Angel) depuis le chemin surplombant la rive droite de la rivière issue de ce saut. Photo prise durant la saison sèche, lorsque le débit est faible. Le Salto Angel est la plus haute cascade du monde, avec 979m de haut, dont 807m de chute libre. Le Salto Angel doit son nom à Jimmy Angel, l’aviateur américain qui l’aperçut en 1933 alors qu’il prospectait des filons d’or. Il revint en 1937 et tenta de poser son avion sur le plateau : l’avion s’enlisa et resta 33 ans au sommet du tepuy. Restauré au musée de l’aviation de Maracay il est maintenant exposé sur l'aéroport de Ciudad Bolívar. Jimmy Angel, de son côté, prit 11 jours pour revenir à la civilisation. Une réplique de l’avion a été placée au sommet du tepuy3. Cependant, les indiens Pemóns connaissaient le site bien avant et l’avaient baptisé Kerepakupai merú. Il est aussi parfois appelé Churun merú, à tort car ce nom désigne une autre chute du parc. Il aurait également été découvert par un explorateur vénézuélien, Ernesto Sánchez La Cruz, en 1910. Mais Jimmy Angel a bien été le premier à le faire connaître au grand public1.
Dessins et plans, Parachutisme, Parachutistes, Parapente, Vol libre, Aéronautique -- Mesures de sécurité, Saut en parachute, Sports aériens
Parachute de secours - effet miroir
Effet miroir entre un parachute de secours et une aile de parapente : les deux voiles s'alignent horizontalement à l'opposé l'une de l'autre, et par conséquent le taux de chute augmente beaucoup. Pour cette raison, l'aile principale doit être neutralisée lorsque le parachute est deployé.
Parapente
Schéma d'un parapente : 1 Extrados, 2 Intrados, 3 Nervure, 4 Cloison diagonale interne, 5 Suspente haute, 6 Suspente intermédiaire, 7 Suspente basse, 8 Élévateur. L'aile est fabriquée à partir d'un tissu résistant et léger. Elle est composée de « caissons » dans lesquels l'air s'engouffre afin de lui donner sa forme. L'aile est profilée comme une aile d'avion, ce qui génère la portance du parapente. Cette force, qui s'oppose à la gravité, permet au parapentiste de ralentir sa chute (verticale) à environ 1 mètre par seconde alors que dans le même temps le parapente s'est déplacé horizontalement de 8 mètres pour un parapente d'initiation, à plus de 12 mètres pour les engins de compétition (soit une finesse de 8 à plus de 12). L'avant de l'aile est appelé le bord d'attaque et l'arrière le bord de fuite. Le bord d'attaque est le côté par lequel l'air entre dans les alvéoles de l'aile. On dit « caisson » entre deux points d'attache de suspentes et « alvéole » entre deux cloisons internes. La partie supérieure est appelée l'extrados et la partie inférieure l'intrados.
Schéma de grand-voile
Une voile est caractérisée principalement par sa forme, son grammage et le(s) matériau(x) dont elle est composée.Les trois angles de la voile (sur une voile à forme triangulaire) ont une appellation spécifique : 1) Le point de drisse désigne l'angle situé au sommet de la voile une fois celle-ci hissée : c'est l'endroit où la drisse est frappée. 10) Le point d'amure désigne l'angle attaché au point fixe du bateau : lorsque la voile est en position, le point d'amure est sur l'avant du bateau. 12) Le point d'écoute désigne l'angle de la voile auquel est frappée l'écoute (foc) ou non loin duquel est passée l'écoute (grand-voile). Chacune des extrémités de la voile reçoit un renfort (3) constitué de plusieurs épaisseurs de tissus cousues ensemble parfois renforcées par une structure rigide. La têtière (3) est la partie renforcée de l'extrémité supérieure de la voile. Un œillet situé à chacun des angles permet de fixer la voile au gréement. Les côtés d'une voile triangulaire sont : la bordure (11), encore appelée l'envergure, car souvent reliée à une vergue (ici la bôme) est le côté de la voile parallèle au pont : c'est le bas de la voile lorsque celle-ci est hissée ; le guindant (6) est le côté de la voile solidaire de l'étai (foc) ou du mât (grand-voile) ; la chute (5) est le côté de la voile situé vers l'arrière, toujours libre : sa tension est réglée par un nerf de chute (8). Sur la grand-voile on trouve également 2 à 3 bandes de ris (9) - zones horizontales en partie renforcées et comportant des œillets aux extrémités qui sont utilisées pour réduire la surface de la grand-voile lorsque le vent forcit (prise de ris). Une voile est généralement composée de laizes (7) bandes de tissus cousues, découpées de manière à répartir l'effort en faisant éventuellement varier le grammage et positionner le creux de la voile (une voile n'est pas plate sauf s'il s'agit d'une voile de tempête comme le tourmentin). La chute des grand-voiles modernes est arrondie : c'est le rond de chute qui est autorisé par 3 à 4 lattes (4). Sur les voiliers très rapides, la voile peut aussi être complètement lattée, la tension des dites lattes permettant d'obtenir très exactement le profil souhaité. Le guindant de la grand-voile est rendu solidaire du mât soit grâce à des coulisseaux (2) fixés à la voile et passés dans la gorge du mât soit grâce à une ralingue (c’est-à-dire un cordage cousu le long de la voile). La bordure de la grand-voile est également tenue par une ralingue ou un/des coulisseau(x) passée dans la gorge de la bôme.