Comprendre le principe d'inertie (2) - Corrigé

Au cours d'une épreuve de saut à ski, le skieur descend sur un tremplin, puis décolle pour tenter d'atterrir le plus loin possible.

On s'intéresse à la phase de prise d'élan du skieur sur le tremplin, qu'on assimile à un plan incliné rectiligne. On étudie le système "skieur avec son équipement", assimilé à un point S, dans le référentiel terrestre. On supposera que le skieur glisse sur la piste sans frottements, et donc que la réaction du support est perpendiculaire à la piste. Les frottements de l'air sont également négligés.

1. Nommer la ou les forces appliquées au skieur pendant la prise d'élan. Les représenter sans souci d’échelle.

2. Expliquer pourquoi ces forces ne peuvent pas se compenser.

3. Donner, en justifiant la réponse, la nature du mouvement du skieur lors de sa prise d'élan.

Corrigé :

1. Le skieur est soumis à son poids, vertical et dirigé vers le bas, et à la réaction de la piste, perpendiculaire à la piste et dirigée vers le haut.

2. Les deux forces n'ont pas la même direction : elles ne peuvent donc pas se compenser.

3. Lors de la prise d'élan, les forces appliquées au skieur ne se compensent pas. D'après la contraposée du principe d'inertie, le mouvement du skieur n'est donc pas rectiligne uniforme sur le tremplin.

La somme des forces ayant le même sens que le vecteur vitesse, la vitesse du skieur augmente au cours du temps : il a donc un mouvement rectiligne accéléré.