Étude d’un saut à l’élastique en laboratoire
par Antonin Urner, David Optyker, Théo Cormon
Nous avons simulé un saut à l’élastique en laboratoire afin d’étudier les accélérations auxquelles est soumis le sauteur au cours d’un saut.
Nous avons ensuite comparé nos données avec celles mesurées lors d’un saut réel.
Questions préalables :
1) Réfléchissez aux forces qui agissent sur le sauteur au point le plus bas du saut, faites un schéma des forces.
2) Sur le graphique (figure 1), indiquez le temps correspondant au point le plus bas du saut.
Le point le plus bas du saut est atteint après environ 6[s]
3) Combien vaut l’accélération en ce point ? Est-elle dirigée vers le haut ou vers le bas ?
L’accélération vaut environ 20 [m/s2] et est dirigée vers le haut.
4) Sur le graphique(figure 2), indiquez le temps correspondant au point le plus haut du saut.
Entre 2 et 2.5 [s], le sauteur atteint le point le plus haut.
5) Combien vaut l’accélération en ce point ? Est-elle dirigée vers le haut ou vers le bas ?
L’accélération vaut environ 9.81 [m/s2] et est dirigée vers le bas.
6) Quel était la longueur de l’élastique utilisé dans le saut réel ?
L’élastique mesurait environ 19,6 [m] car c’est la distance que parcourt le sauteur en 2 [s] lorsqu’il subit une accélération de 9.81 [m/s2].
Tableau de données :
| Temps [s] | Accélération [m/s2] | Sens du mouvement |
|---|---|---|
| 1.05 | -9.8 | bas |
| 1.23 | 0 | bas |
| 1.66 | 23.99 | aucun |
| 2.05 | 0 | haut |
| 2.46 | -9.8 | bas, haut ou aucun |
Analyse :
Figure 2
2) Répondez aux mêmes points que pour le saut réalisé en laboratoire que ce que vous avez fait dans les questions préalables concernant un saut réel à l’élastique.
– Réfléchissez aux forces qui agissent sur le sauteur au point le plus bas du saut, faites un shéma des forces.
– Sur le graphique (figure 2), indiquez le temps correspondant au point le plus bas du saut.
Le point le plus bas du saut est atteint après environ 1.7 [s]
– Combien vaut l’accélération en ce point ? Est-elle dirigée vers le haut ou vers le bas ?
L’accélération vaut environ 24 [m/s2] et est dirigée vers le haut.
– Sur le graphique (figure 2), indiquez le temps correspondant au point le plus haut du saut.
C’est avant d’être lâché que le sauteur est au point le plus haut. C’est à dire 0[s]
– Combien vaut l’accélération en ce point ? Est-elle dirigée vers le haut ou vers le bas ?
L’accélération vaut 0 [m/s2].
– Quel était la longueur de l’élastique utilisé dans le saut réel ?
L’élastique mesurait environ 0.4 [m] car c’est la distance que parcourt le sauteur en 0.3 [s] lorsqu’il subit une accélération de 9.81 [m/s2].
3) Comparez le saut de laboratoire au saut réel : similarités et différences.
Lors du saut réel, le sauteur effectue un saut avant sa chute alors que pour le saut réalisé en laboratoire, le poids chute directement. On remarque également que lors du saut réel, la différence d’accélération entre le premier et le second rebond est très grande (delta accélération = 15 [m/s2]), contrairement au saut réalisé en laboratoire (delta accélération = 2 [m/s2]). L’accélération en chute libre est la même dans les deux cas (9,8 [m/s2]).
4) Comment pourriez vous améliorer la ressemblance entre les deux graphiques ?
Il faudrait d’abord que le sauteur du saut réel se laisse tomber au lieu de faire un saut pour s’élancer. Pour que les deuxièmes rebonds se ressemblent, il faudrait que les élastiques aient la même élasticité.