Découvrez la réponse à cette question dans ce chapitre.

Transcription

1 Quels sont le poids apparent (grandeur et direction) et le nobre de g subit par un pilote d avion de chasse de 70 kg quand il est catapulté d un porte-avion sachant que l avion accélère jusqu à une vitesse de 77 /s (150 nœuds) sur une distance de 94,5 (sur le USS Niitz)? coons.wikiedia.org/wiki/file:us_navy_ n-4166b-033_an_f-a- 18_Hornet_attached_to_the_Warhawks_of_Strike_Fighter_Squadron_(VFA)_97_conducts_a_touch_and_go_landing_and_takeof f_aboard_the_niitz-class_aircraft_carrier_uss_abraha_lincoln_(cvn_72).jpg Découvrez la réponse à cette question dans ce chapitre.

2 Luc Treblay Le point de départ de la relativité générale d Einstein est le principe d équivalence. our l illustrer, prenons les deu situations illustrées sur la figure. Dans la figure de gauche, Joe est enferé dans une boite posée à la surface de la Terre. Dans la figure de droite, Bob est enferé dans une boite dans l espace loin de toutes asses iportantes. Cette boite accélère dans la direction indiquée sur la figure avec une accélération de 9,8 /s². thinkingscifi.wordpress.co/2012/07/21/intelligence-and-iagination/ Selon le principe d équivalence, tout ce qui se passe dans la boite est absoluent identique pour Bob et Joe. ar eeple, eainons ce qui se produit si Bob et Joe lâchent une balle qu ils tiennent dans leur ain. Quand Joe lâche sa balle, la force de gravitation fait tober la balle vers le sol avec une accélération de 9,8 /s². Quand Bob lâche sa balle, il n y a plus de force sur la balle et elle cesse d accélérer alors que la boite de Bob continue d accélérer vers le haut. Supposons qu au oent où Bob lâche sa balle, la vitesse du vaisseau est nulle. On a alors le ouveent illustré sur la figure suivante. Version 2016b 7 Le poids apparent 2

3 Luc Treblay La balle reste en place, puisqu aucune force n agit sur elle, pendant que la boite de Bob accélère vers le haut. De l intérieur de la boite, ça donnera l ipression que la balle s est dirigée vers le sol avec une accélération de 9,8 /s². En fait, le ouveent de la balle observé par Bob est identique au ouveent de la balle observé par Joe. Le principe d équivalence signifie aussi que si vous êtes enferé dans une boite et que les objets sont attirés vers le bas de la boite, il n y a aucun oyen de déteriner si c est parce qu il y a de la gravitation ou parce que vous êtes dans une boite qui accélère. Aucune epérience ne pourra vous dire si vous êtes sur Terre ou dans un vaisseau qui accélère à 9,8 /s². Si tout est eacteent identique, alors cela veut dire que Bob ressent une sensation de poids tout coe Joe se sent attiré par la Terre. Rearquez que Joe se sent attiré vers le plancher. Si tout doit être identique pour Bob, il doit égaleent se sentir attiré aussi vers le plancher, donc dans la direction opposée à l accélération. De plus, si la force de gravitation est proportionnelle à la asse, alors l effet sur Bob doit aussi être proportionnel à la asse de Bob. Ainsi, la grandeur de cette sensation de poids sur Bob doit donc être a. Version 2016b 7 Le poids apparent 3

4 Luc Treblay Si on accélère et qu on subit une force de gravitation, la sensation de poids sera sipleent la soe de ces deu effets. C est cette soe qui est le poids apparent. Le poids apparent g a app Erreur fréquente : Mettre directeent les chiffres dans l équation ga app Cette équation est une équation vectorielle. Ainsi, on obtient rareent la bonne réponse en ettant directeent les valeurs de g et de a dans cette équation. Il faut plutôt travailler avec les coposantes et y de cette équation. Les coposantes de cette équation sont (avec l ae des horizontale et l ae des y vers le haut) Le poids apparent (en coposantes) app a ga y avec l ae des horizontal et l ae des y vers le haut Erreur fréquente : Utiliser les auvais aes pour calculer les coposantes du poids apparent. The equations of the coponents obtained are for a y-ais pointing upwards and a horizontal -ais. Vous ne pouvez pas tourner les aes. On peut égaleent obtenir une autre forule pour calculer le poids apparent en utilisant la deuièe loi de Newton. Cette forule est app ga g F Ce qui donne app Version 2016b 7 Le poids apparent 4

5 Luc Treblay Le poids apparent F g app Erreur fréquente : Mettre directeent les chiffres dans l équation app F g Cette équation est une équation vectorielle. Ainsi, on obtient rareent la bonne réponse en ettant directeent les valeurs de g et de F dans cette équation. Il faut plutôt travailler avec les coposantes et y de cette équation. Cette forule nous dit qu on peut trouver le poids apparent en faisant la soe des forces sur l objet, ais en ne coptant pas la force de gravitation. Le poids apparent est égal à cette soe de ces forces, ais dans la direction opposée. C est ce qui fait que certains définissent le poids apparent coe la force qu on doit faire pour soutenir l objet. En coposantes, toujours avec les êes aes, cela donne Le poids apparent (en coposantes) app Version 2016b 7 Le poids apparent 5 F F g y avec l ae des horizontal et l ae des y vers le haut our ontrer que cette idée fonctionne, regardons ce qui se passe quand vous prenez l ascenseur pour onter quelques étages. Quand l ascenseur coence son ouveent de ontée, il accélère vers le haut, ce qui devrait donner une sensation de poids dans la direction opposée, soit vers le bas. Cette sensation s ajoute donc à la sensation de poids fait par la force de gravitation et on se sent alors plus lourd. Quand l ascenseur arrive à destination, il freine et accélère vers le bas. Cela ajoute une sensation de poids vers le haut à la sensation faite par la force de gravitation vers le bas. On se sent alors plus léger. On peut d ailleurs esurer ce changeent de poids apparent en faisant un tour d ascenseur sur une balance. Alors, il n y a qu une seule force qui agit sur la personne si on eclut le poids : c est la norale. Cela veut dire que la norale est de êe grandeur (ais de direction opposée) que le poids apparent dans ce cas puisque F g gfn g F N y

6 Luc Treblay Coe une balance esure la force de contact entre la personne et la balance, donc la norale, on peut voir le changeent de poids apparent sur la balance. On verra la valeur indiquée par la balance changer au départ et à l arrivée. C est ce qu on peut voir sur ce vidéo. Il est souvent utile de coparer le poids apparent au poids réel sur Terre pour se donner une eilleure idée de la sensation de poids. En faisant le rapport de la grandeur du poids apparent sur le poids réel, on obtient le nobre de g. Le nobre de g (n g ) n g app app 9,8 reel sur Terre s² Ainsi, si le nobre de g vaut 1,2, cela signifie qu on se sent 1,2 fois plus lourd que noraleent. Eeple Quels sont le poids apparent et le nobre de g subit par une personne de 60 kg dans un ascenseur a) qui onte à vitesse constante? La seule chose qui peut changer le poids apparent est une accélération. Coe l accélération est nulle ici, le poids apparent est donc égal au poids. On a donc g 60kg9,8 588N s² Le poids apparent est donc de 588 N vers le bas. Le nobre de g est 588N ng 1 588N Version 2016b 7 Le poids apparent 6

7 Luc Treblay La personne dans cet ascenseur se sent donc coe si elle avait le êe poids qu elle a noraleent sur Terre dans un ascenseur en ouveent à vitesse constante. b) qui accélère vers le haut avec une accélération de 2 /s²? Le poids apparent est g a y 60kg 9,8 60kg 2 708N Le poids apparent est donc de 708 N vers le bas. s² s² Le nobre de g est n g 708N 1, N La personne dans cet ascenseur se sent donc coe si elle avait un poids valant 1,204 le poids qu elle a noraleent sur Terre. C est ce genre de sensation qu on est dans un ascenseur qui aorce son ouveent vers le haut (et qui accélère donc vers le haut). c) qui accélère vers le bas avec une accélération de 2 /s²? Le poids apparent est g a y 60kg 9,8 60kg 2 468N Le poids apparent est donc de 468 N vers le bas. s² s ² Le nobre de g est n g 468N 0, N La personne dans cet ascenseur se sent donc coe si elle avait un poids valant 0,796 fois le poids qu elle a noraleent sur Terre. C est ce genre de sensation qu on a dans un ascenseur qui arrête son ouveent vers le haut (et qui accélère donc vers le bas). Version 2016b 7 Le poids apparent 7

8 Luc Treblay d) qui accélère vers le bas avec une accélération de 9,8 /s²? Le poids apparent est g a 0N Le poids apparent est donc de 0 N. Le nobre de g est y 60kg 9,8 60kg 9,8 s² s² n g 0N 0 588N La personne dans cet ascenseur se sent donc coe si elle avait un poids nul. C est ce genre de sensation qu on est dans un ascenseur dont le câble casse et qui tobe en chute libre. La personne dans cet ascenseur a l ipression qu il n y a plus de gravitation et elle flotte libreent dans l ascenseur (jusqu à ce qu elle devienne de l écrapou quand l ascenseur arrive au bas de la cage). e) qui accélère vers le bas avec une accélération de 15 /s²? Le poids apparent est g a app 60kg 9,8 60kg 15 s ² s ² 312N Le poids apparent est donc de 312 N vers le haut (puisqu il est positif). Le nobre de g est y n g 312N 0, N La personne dans cet ascenseur se sent donc coe si elle avait un poids valant 0,531 fois le poids qu elle a noraleent sur Terre, ais dirigé vers le haut. Elle arche donc au plafond de l ascenseur. Version 2016b 7 Le poids apparent 8

9 Luc Treblay Eeple Quel est le nobre de g subit par une personne dans une fusée au décollage si l accélération de la fusée est de 6 /s² vers le haut? Le poids apparent est ga g a y y On ne peut pas le calculer puisqu on ne sait pas la asse de l astronaute. On peut cependant trouver le nobre de g puisque n g app g g a g g a g 9,8 6 9,8 1, 61 s² s² s² Eeple Quels sont le poids apparent (grandeur et direction) et le nobre de g subit par un pilote d avion de chasse de 70 kg quand il est catapulté d un porte-avion sachant que, lors du catapultage, l avion accélère jusqu à une vitesse de 77 /s (150 nœuds) sur une distance de 94,5 (sur le USS Niitz)? Ici, il n y a que de l accélération en. On doit donc calculer les deu coposantes du poids apparent. On a donc app a g Version 2016b 7 Le poids apparent 9

10 Luc Treblay our calculer la coposante en, il faut connaitre l accélération. Coe on sait que la vitesse passe de 0 à 77 /s sur une distance de 94,5, l accélération est 2 a ( ) v v a(94,50 ) 77 / s 0 a 31,4 Les coposantes du poids apparent est donc s² 2 a 70kg31,4 2198N app s² g 70kg9,8 686N s² La grandeur du poids apparent est donc 2302N 2 2 app app La direction du poids apparent est Ce qui donne la direction suivante. arctan 197,3 app Le pilote se sent donc attiré vers l arrière de l avion et un peu vers le bas. Le nobre de g subit est n g app g 2302N 686N 3,36 Notre pilote se sent donc 3,36 fois plus lourd. Version 2016b 7 Le poids apparent 10

11 Luc Treblay Les pilotes d avion peuvent subir un nobre iportant de g au cours de anœuvre avec beaucoup d accélération coe lors de virage très serré. Ils doivent donc être en esure de supporter un nobre de g iportant, ce qui n est pas facile. Si, par eeple, on subit 5 g vers le haut, le sang de notre corps s accuulera dans nos ebres inférieurs et il y aura un anque de sang dans le cerveau. Cela peut entrainer une perte de conscience, ce qui peut être catastrophique si cela se produit pendant qu on pilote un avion de cobat. our pouvoir supporter un nobre de g plus grand et donc pouvoir faire des virages plus serrés, on a développé des culottes qui serrent les jabes quand il y a des accélérations iportantes, epêchant ainsi le sang de s accuuler à cet endroit. On peut faire encore ieu si on contracte les uscles de jabes en êe teps. Les futurs pilotes aéricains doivent passer un test avant de devenir pilotes d avion de cobat. Ils doivent supporter 9 g pendant 10 secondes. Ils ont deu chances pour réussir ce test sinon ils ne seront pas pilotes de cobat. Voici certains de ces pilotes our atteindre le nobre de g iportant ontré dans les tests précédents, on place les pilotes dans une centrifugeuse. Essentielleent, on les assoit dans une boite qu on fait tourner au bout d une longue tige. Avec l accélération qu il y a lors d un ouveent circulaire, le poids apparent augente. lus ça tourne vite, plus il y a d accélération, plus le poids apparent devient grand. Voici une centrifugeuse de ce type en action. Eeple Une centrifugeuse ayant un rayon de 5 fait un tour en 1,5 seconde. Quel est le nobre de g subit par la personne dans la centrifugeuse? Coe il n y a que de l accélération en, les coposantes du poids apparent sont Version 2016b 7 Le poids apparent 11

12 Luc Treblay app a g La grandeur du poids apparent est donc app 2 2 g a Il nous faudra la grandeur de l accélération. Dans un ouveent circulaire unifore, on peut la trouver avec a 2 4 r 2 T (1,5 s) 87,73 s² On ne peut pas trouver le poids apparent, car on ne sait pas la asse de la personne dans la centrifugeuse. Cependant, on peut trouver le nobre de g avec n g app g 9,01 g a g 2 2 g a g g a g g a 2 2 g 9,8 87, s² s² 9,8 s² Dès qu on est en ouveent circulaire, notre poids apparent n est plus égal à notre poids réel, car il y a alors une accélération. C est d ailleurs ce qui se passe en ce oent : notre poids apparent n est pas véritableent g à cause de la rotation de la Terre. Version 2016b 7 Le poids apparent 12

13 Luc Treblay Eeple Quel est le nobre de g subit par une personne à l équateur? La grandeur du poids apparent est g a y spaceplace.nasa.gov/geo-orbits/en/ Il faut donc trouver l accélération de la personne pour déteriner le nobre de g. Coe la personne fait un cercle d un rayon de 6380 k en 24 h (en fait un peu oins), l accélération centripète, vers le centre de la Terre, est a y r 4 6,3810 0, T 86400s s² Le nobre de g est donc n g app g g a g g ay g 9,8 0, ,9965 y s² s² 9,8 s² Ainsi à l équateur, on ressent un poids qui est 99,65 % de celui qu on ressentirait si on était au pôle (où il n y a pas d accélération due à la rotation de la Terre). Version 2016b 7 Le poids apparent 13

14 Luc Treblay On rearque qu il est très possible que la sensation de poids dû à l accélération annule coplèteent la sensation de poids dû à la gravitation, coe c était le cas avec l ascenseur en chute libre. Alors le poids apparent devient nul et les personnes flottent alors coe s il n y avait pas de gravité. On dit alors qu ils sont en état d ipesanteur ou d apesanteur. En fait, dès qu on accélère vers le bas avec la êe accélération que l accélération gravitationnelle, notre poids apparent devient nul. Cela inclut évideent tous les cas de chute libre. C est d ailleurs ce qui se passe pour les occupants de la station spatiale. On a vu que la station spatiale en orbite autour de la Terre fait un ouveent de chute libre sans fin vers la Terre. Ainsi, l accélération de la station spatiale est eacteent la êe que l accélération gravitationnelle et le poids apparent des astronautes est nul. Erreur fréquente : enser que la force de gravitation sur les astronautes en orbite est nulle. Ce n est pas le poids (la force de gravitation) qui est nul, c est le poids apparent. En réalité, le poids des astronautes en orbite est à peine inférieur à ce qu il est sur Terre. D ailleurs, si le poids était nul, il n y aurait pas de force sur les astronautes et ils ne pourraient pas faire de ouveent circulaire autour de la Terre, car il n y aurait pas de force centripète. as besoin d être dans la station spatiale pour se retrouver en état d ipesanteur, il suffit d accélérer vers le bas avec une accélération de 9,8 /s². Évideent, on peut s enferer dans une boite et se laisser tober, ais il y a quelques problèes : la friction de l air qui va diinuer notre accélération et, évideent, le choc avec le sol. On peut faire un peu ieu avec un avion. On donne une trajectoire parabolique coe celle-ci à l avion. 1 Le tere «apesanteur» est souvent utilisé pour désigner l absence de poids apparent ; cependant, les confusions orales fréquentes entre «l apesanteur» et «la pesanteur» ont conduit à utiliser le tere «ipesanteur». Le dictionnaire de l Acadéie française constate cependant que le tere a du al à s iposer. Version 2016b 7 Le poids apparent 14

15 Luc Treblay en.wikipedia.org/wiki/reduced_gravity_aircraft La partie courbe la plus haute de la trajectoire est une parabole, la êe parabole qu aurait un objet en chute libre. Cela signifie que pendant environ 25 secondes on accélère avec une accélération de 9,8 /s² vers le bas et que le poids apparent devient nul pendant cette partie de trajectoire. Voici un vidéo ontrant les occupants d un avion faisant une telle trajectoire. On peut êe le faire en touriste On peut aussi le faire avec son propre avion La direction du poids apparent est iportante, car elle indique vers quelle direction on se sent attiré. On rearque aussi 1 Les objets suspendus s alignent avec la direction du poids apparent. 2 La surface des liquides est perpendiculaire à la direction du poids apparent. Version 2016b 7 Le poids apparent 15

16 Luc Treblay On peut voir ce dernier effet dans ce vidéo ontrant coent change l orientation de la surface d un liquide dans une voiture quand on prend un virage. Eeple Un verre d eau est solideent fié sur une table dans un avion qui décolle. Si la surface de l eau est orientée coe sur la figure, quelle est l accélération de l avion? Coençons par trouver l angle d inclinaison de la surface. Selon la figure à gauche, cet angle est 2 arctan 33,7 3 Cet angle est aussi l angle entre la verticale et le poids apparent coe on peut le voir sur la figure de droite. L angle entre le poids apparent et l ae des positifs est donc 9033,7 123,7 Les coposantes du poids apparent sont app a g Version 2016b 7 Le poids apparent 16

17 Luc Treblay L accélération se trouve finaleent avec la forule de la direction d un vecteur tan g tan a s² tan 123,7 a 6,53 app s² 9,8 a Eeple Dans quelle direction est le poids apparent sur cette vache qui se balance s il n y a pas de friction de l air? On pourrait penser que la solution de ce problèe sera copliquée si on utilise la forule g a app Coe il faudra trouver l accélération et que cette accélération est coposée ici de l accélération centripète et de l accélération ation/cow-elephant-and-pig-swingingtogether-on-a-playground htl tangentielle, la solution risque d être longue. Toutefois, c est beaucoup plus siple si on utilise la forule avec la soe des forces F g app Cette forule nous dit que le poids apparent est dans la direction contraire de la soe des forces, en ne coptant pas la force de gravitation. Coe ici il n y a qu une seule force (la tension) si on eclut la force de gravitation, le poids apparent est dans la direction opposée de la tension. La direction du poids est donc celle ontrée sur la figure. Si cette vache pouvait tenir un verre d eau (si elle avait des doigts), la surface de l eau serait toujours perpendiculaire à la direction de la corde. Version 2016b 7 Le poids apparent 17

18 Luc Treblay Notez aussi que la poussée d Archiède est toujours dans la direction opposée au poids apparent et que la valeur de g dans la forule de la force est en réalité la valeur de g apparente, qui vaut n g 9,8 N/kg. On a donc oussée d Archiède (F A ), version aéliorée 1) Grandeur de la force 2) Direction de la force F 9,8 N A ng kg Vf où est la asse voluique du fluide n g est le nobre de g subit par l objet et V f est le volue que l objet occupe dans le fluide. dans la direction opposée au poids apparent 3) oint d application de la force Répartie partout sur la surface de la partie de l objet qui est dans le fluide. (Ici, on peut se contenter de ettre le point d application au centre de la partie de l objet qui est dans le fluide.) Sans entraineent, 3 ou 4 g peuvent devenir rapideent inconfortables. Le déplaceent des fluides dans le corps pouvant priver le cerveau de sang et l effort usculaire nécessaire pour se aintenir en place peuvent rapideent épuiser quelqu un. Coe, les pilotes de course peuvent subir jusqu à 5 g dans des virages très rapides, ils doivent préalableent s entrainer pour pouvoir supporter de tel poids apparent. On sait déjà que les pilotes d avion de chasse peuvent supporter 9 g pendant 10 secondes avec beaucoup de préparation, ais peut-on aller plus loin? Durant les années 40 et 50, John Stapp chercha à répondre à ces questions avec une série du test avec des accélérations de plus en plus grandes. Voici d ailleurs un de ces tests. Stapp survécut à un test de 46,2 g. Rearquez que, puisqu il avait la tête penchée vers l avant dans ce test, le sang s est accuulé dans sa tête lors du freinage et cela fit éclater Version 2016b 7 Le poids apparent 18

19 Luc Treblay les capillaires dans ses yeu. Ces derniers se sont alors eplis de sang et il fut aveugle pendant quelques jours. Si l accélération agit pendant un très court laps de teps, les fluides n auront pas le teps de se déplacer et il n y aura pas d effort usculaire déployé pour se aintenir. On peut alors résister à des nobres de g beaucoup plus grand. Il n est pas rare que des gens survivent à des accidents de voiture alors qu ils ont subi jusqu à 50 g. Au-delà de 50 g, de sérieuses blessures peuvent survenir, ais on peut quand êe survivre à un accident dans lequel on subit 100 g. Kenny Bräck a êe survécu à cet accident au cours duquel il encaissa, durant un très court oent, 214 g! (On le sait parce qu il y a des accéléroètres dans les voitures de course) Bräck fit un retour en course 2 ans plus tard ais il n était plus le êe pilote. Le poids apparent app ga F g app Le poids apparent (en coposantes, preière forule) app a ga y avec l ae des horizontal et l ae des y vers le haut Le poids apparent (en coposantes, deuièe forule) app F F g avec l ae des horizontal et l ae des y vers le haut Le nobre de g y n g app app 9,8 reel sur Terre s² Version 2016b 7 Le poids apparent 19

20 Luc Treblay oussée d Archiède (F A ), version aéliorée 1) Grandeur de la force 2) Direction de la force F 9,8 N A ng kg Vf où est la asse voluique du fluide n g est le nobre de g subit par l objet et V f est le volue que l objet occupe dans le fluide. dans la direction opposée au poids apparent 3) oint d application de la force Répartie partout sur la surface de la partie de l objet qui est dans le fluide. (Ici, on peut se contenter de ettre le point d application au centre de la partie de l objet qui est dans le fluide.) Version 2016b 7 Le poids apparent 20

21 Luc Treblay 7.2 Le poids apparent avec des accélérations en ligne droite 1. Karl, d une asse de 70 kg, est dans une fusée. Au décollage, la fusée a une accélération de 6 /s² vers le haut. a) Quel est le poids de Karl (grandeur et direction)? b) Quel est le poids apparent de Karl (grandeur et direction)? c) Quel est le nobre de g subi par Karl? 2. Karl, d une asse de 70 kg, est dans une fusée. Cette fois-ci, la fusée décolle verticaleent, ais à partir de la surface de la Lune (où g ne vaut que 1,6 N/kg). Au décollage, la fusée a une accélération de 6 /s² vers le haut. a) Quel est le poids de Karl (grandeur et direction)? b) Quel est le poids apparent de Karl (grandeur et direction)? c) Quel est le nobre de g subi par Karl? 3. White Zobie est une voiture électrique au allures odestes, ais ayant des perforances etraordinaires. theelectricautoreview.co/2010/03/25/electric-drag-racing-white-zobie/ Elle peut atteindre une vitesse de 100 k/h en seuleent 1,8 s, laissant loin derrière des voitures telles que des Ferrari. En supposant que l accélération est constante, quel est le nobre de g subi par le pilote pendant cette accélération? Version 2016b 7 Le poids apparent 21

22 Luc Treblay 4. Karl, d une asse de 70 kg, est dans une fusée. Un peu après le décollage de la Terre, la fusée a une accélération de 6 /s² dans une direction faisant 30 avec la verticale. a) Quel est le poids apparent de Karl (grandeur et direction)? b) Quel est le nobre de g subi par Karl? Le poids apparent avec des accélérations dues à des ouveents circulaires 5. Odette, d une asse de 120 kg, est dans une voiture de ontagnes russes qui roule sur la piste ontrée sur cette figure. a) Quels sont le poids apparent et le nobre de g subi par Odette quand la voiture passe au point A si la vitesse du chariot est de 25 /s à cet endroit? b) Quels sont le poids apparent et le nobre de g subi par Odette quand la voiture passe au point B si la vitesse de chariot est de 10 /s à cet endroit? 6. Quelle devrait être la période de rotation de la Terre si on voulait que le poids apparent d une personne devienne nul à l équateur? (renez 6378 k pour le rayon de la Terre.) Version 2016b 7 Le poids apparent 22

23 Luc Treblay 7. Juliette, d une asse de 60 kg, est dans un avion qui suit cette trajectoire à vitesse constante. a) Quel est le poids apparent de Juliette (grandeur et direction)? b) Quel est le nobre de g subi par Juliette? 8. Victor, d une asse de 50 kg, fait un tour de ontagnes russes. Sur le parcours, il y a une boucle telle qu illustrée sur cette figure. cn.org/content/42086/latest/?collection=col11406/latest Au soet, le rayon de courbure de la piste est de 10. Quel doit être la vitesse du chariot pour que Victor ait un poids apparent dirigé vers le haut dont la grandeur est égale au double de la grandeur de son poids? Version 2016b 7 Le poids apparent 23

24 Luc Treblay 9. Le pilote de cette forule 1 subit 4 g dans ce virage. Quel est le rayon de courbure du virage si la forule 1 va à 180 k/h? digitalcatharsis.wordpress.co/tag/crowne-plaza-hotel/ 10. our éviter de se retrouver en ipesanteur dans l espace, on propose de construire une station spatiale tournante ayant cette fore. Avec la rotation de la station, les astronautes font un ouveent circulaire qui leur donne une accélération et donc un poids apparent. Les astronautes archeraient sur le ur eterne de la station coe ontré sur cette figure. Version 2016b 7 Le poids apparent 24

25 Luc Treblay Avec les diensions ontrées sur la figure, quelle devrait être la période de rotation de la station pour que les personnes dans la station aient un poids apparent égal à leur poids sur Terre si cette station est dans l espace, loin de toutes planètes ou étoiles? 7.5 La direction du poids apparent 11. Quelle est la période de rotation de ce anège qui tourne à vitesse constante? Version 2016b 7 Le poids apparent 25

26 Luc Treblay 12. La surface de l eau dans ce verre est inclinée de Quel serait l angle d inclinaison de la surface de l eau si le verre était à 6 c de l ae de rotation et que la plaque tournait toujours à la êe période? 13. Un bloc de cèdre de 350 g et ayant un volue de 400 c³ est attaché au fond d un récipient repli d eau tel qu illustré sur la figure. Ce récipient est dans une voiture qui accélère vers la droite avec une accélération de 2 /s². a) Quelle est la poussée d Archiède (grandeur et direction) sur ce bloc de cèdre? (la densité de l eau est de 1000 kg/³) b) Quelle est la tension de la corde? c) Quel est l angle sur la figure? Version 2016b 7 Le poids apparent 26

27 Luc Treblay 7.2 Le poids apparent avec des accélérations en ligne droite 1. a) 686 N vers le bas b) 1106 N vers le bas c) 1, a) 112 N vers le bas b) 532 N vers le bas c) 0, , a) 1070,5 N à -101,3 b) 1, Le poids apparent avec des accélérations dues à des ouveents circulaires 5. a) 8676 N vers le bas, n g = 7,378 b) 376 N vers le bas n g = 0, ,48 in 7. a) 162 N vers le haut b) 0, ,15 /s 9. 65, ,953 s 7.5 La direction du poids apparent 11. 6,734 s , a) 4 N à 78,47 b) 0,5 N c) 11,5 Version 2016b 7 Le poids apparent 27