Sujet Physique-Chimie — Terminale — Centres étrangers 2 — Bac 2023

EXERCICE 1 - PLONGEON DE HAUT VOL (11 points) Le plongeon de haut vol est une discipline sportive qui consiste à effectuer des figures depuis une plateforme située à une vingtaine de mètres de hauteur. Une étape du « Cliff Diving World Series » a eu lieu en 2016 à La Rochelle. Voici un extrait du journal de la région : Le « Cliff Diving World » n'est pas seulement un spectacle aussi hallucinant que gracieux, c'est une compétition de très haut niveau avec les meilleurs athlètes mondiaux de la discipline. Le plongeoir Il est installé au sommet de la Tour Saint-Nicolas sur le port, à une hauteur de 27 mètres au-dessus de l’eau. Les risques et données techniques Le plongeon est effectué en 3 secondes. La vitesse d’impact lors de l’entrée dans l’eau est proche de 90 km/h. Le moment le plus risqué pour l'athlète est l'entrée dans l’eau. Certaines parties du corps du plongeur sont encore en pleine accélération alors que d'autres subissent une forte décélération. D‘après un article de la Nouvelle République (avril 2017) Dans cet exercice, on se propose d’étudier différents aspects de ce type de saut et de vérifier quelques informations de l’article. Dans chacune des parties A et B, concernant respectivement les aspects énergétiques et cinématiques du plongeur dans l’air, on se concentre sur le mouvement du centre de masse du plongeur, noté P, dans le référentiel du plongeoir supposé galiléen. Dans tout l’exercice, la rotation du plongeur sur lui-même est négligée. Le repère (O, x, y) est dans le plan du mouvement. Son origine O coïncide avec la position du centre de masse P du plongeur à l’instant t = 0 s (figure 1). Lors du saut, le plongeur se propulse et acquiert ainsi une vitesse initiale à la date t = 0 caractérisée par le vecteur vitesse initiale 𝑣⃗⃗⃗⃗ incliné d’un angle 𝛼 avec l’horizontale. 0 Une chronophotographie a permis d’obtenir les valeurs des coordonnées du centre de masse P du plongeur au cours du temps. Sur la figure 1 ci-dessous, on donne le schéma de principe de la situation, l’allure de la trajectoire de P ainsi que les valeurs des coordonnées de P pour les cinq premiers points. 𝑡 (s) 𝑥 (m) 𝑦 (m) 𝑣⃗⃗⃗⃗ 0 0 0 0 0,033 0,050 0,060 0,067 0,10 0,11 0,100 0,15 0,15 0,133 0,21 0,18 Figure 1- Schéma et coordonnées du centre de masse P