Un parachutiste saute d'un hélicoptère momentanément immobile dans le ciel. Dans tout le problème on supposera sa chute verticale. Avec son équipement, sa masse est de 100 kg (on prendra g=10 N.kg ^-1). Le graphe ci-dessous donne sa vitesse au cours de la chute en fonction du temps.

1. Décrire brièvement l'évolution de la vitesse du parachutiste au cours de sa chute.
2. Pourquoi le graphique v=f(t) permet-il de dire que pendant les premières secondes de la chute, la vitesse et le temps sont proportionnels ? Calculer le coefficient de proportionnalité.
3. Un objet est en chute libre si les forces de frottement de l'air sont négligeables. Nommer la force qui agit alors sur l'objet au cours de sa chute. Indiquer sa direction, son sens et calculer sa valeur dans le cas du parachutiste avec son équipement.
4. Dans le cas d'une chute libre, on a v=g.t où g est l'intensité de pesanteur du lieu. Jusqu'à quelle date t peut-on considérer la chute comme libre ?
5. Que se passe-t-il ensuite jusqu'à 10 s ? Interpréter en précisant les forces qui s'appliquent sur le parachutiste. Les représenter sur un schéma.
6. Le parachute s'ouvre à t=10s. Caractériser le mouvement entre t=10s et t=20s. Expliquer cette évolution à partir d'un bilan de forces.
7. Enoncer puis appliquer le principe d'inertie pour interpréter ce qui se passe pour t > 20s. Calculer la valeur de la force de frottement.
8. A quelle vitesse, exprimée en km.h^-1 le parachutiste atteint-il le sol ? 

Données : g = 9,8 N/kg ; masse de la balle m = 60 g.

On étudie le mouvement d'une balle de tennis lâchée par un cycliste roulant à vitesse constante en ligne droite. On obtient la chronophotographie ci-dessous ; les photos ont été prises toutes les 40 ms. La largeur intérieure du but de handball est de 3,12 m. On numérote les positions de la balle de 1 à 15 (on ne prend pas en compte la position 16, intervenant après un rebond de la balle).

1. Quel est le référentiel d'étude ?
2. Qualifier le mouvement de la balle de tennis.
3. Calculer la durée de la chute de la balle entre les positions 1 à 15 en seconde.
4. A l'aide d'un fil placé sur la trajectoire du document ci-contre on a mesuré une distance entre les positions 1 et 15 égale à L=6,8 cm. En utilisant l'échelle de la chronophotographie, calculer la distance réelle parcourue par la balle au cours de sa chute
5. En déduire la vitesse moyenne de la balle en m/s au cours de sa chute.
6. Enoncer le principe d'inertie. Que peut-on en déduire concernant les forces qui agissent sur la balle ? Refaire le même travail sur le système {cycliste+vélo}.
7. Donner les caractéristiques du poids de la balle et calculer sa valeur.
8. Représenter cette force sur votre copie.

Une bille de masse m = 100 g est suspendue à un ressort vertical à l'aide d'un support. Données : Intensité de la pesanteur : g=9,8 N.kg^-1 ; Masse de la Terre M= 5,98 10²⁴ kg ; Rayon de la Terre R = 6,3810³ km ; Loi de gravitationnelle universelle : F= G M m/d²avec G = 6,67.10^-11 S.I (constante universelle) ; masse en kg et d distance en mètre

1. La bille est en équilibre :
   - Rappeler la relation existant entre la valeur du poids P et la masse m de la bille (en précisant les unités des grandeurs figurant dans cette relation). Calculer la valeur du poids de la bille.
   - Enoncer le principe d'inertie.
   - Montrer qu'il existe une autre force que le poids appliquée à la bille.

   - Reproduire le schéma 1 puis représenter les forces appliquées sur la bille.
   -Déterminer la valeur de la force gravitationnelle exercée par la Terre sur la bille F_Terre/bille et la comparer à la valeur du poids de la bille.

2. La bille oscille
   - On étire l'ensemble bille-ressort verticalement vers le bas et on le lâche. La bille oscille de part et d'autre de sa position d'équilibre. Le phénomène est périodique (au cours de son mouvement, la bille passe régulièrement par les mêmes positions). On mesure la période T des oscillations (c'est-à-dire la durée d'un aller et retour de la bille). Pour des billes de masses différentes, on mesure la période T des oscillations.

   T²(s)	0,44	0,6	0,88	1
   m(g)	50	70	100	120

   . La période T des oscillations dépend-elle de la masse de la bille ?
   - En déduire la relation entre T² et m.
   - Quelle est la période des oscillations d'une bille de masse m₂ = 20 g.
   - Calculer la période des oscillations d'une bille de masse m₃ = 0,18 kg.
   - Calculer la valeur de la masse qui permettrait d'avoir une période d'une seconde avec ce même ressort.
3. Une bille se détache : une bille se détache du ressort et chute. La chronophotographie 2 de cette chute donne les positions de la bille à intervalles de temps égaux. Caractériser le mouvement de la bille. Justifier vos réponses.
   - Que peut-on dire des forces agissant sur la bille pendant son mouvement ?

Un elève monte dans un ascenseur avec un pèse-personne et un balai. Le ressort du pèse personne se comprime si on monte le plateau de la balance.

1. La balance indique 0 si son plateau est vide. Quelle est la déformation du ressort ?
2. L'ascenseur est immobile. L'élève monte sur le plateau de la balance avec le balai., de masse négligeable devant la masse de l'élève.
   - Qu'indique la balance ?
   - L'élève appuie le balaie au plafond de l'ascenseur. Comment varie l'indication de la balance ?
   - L'élève appuie le balai sur le sol de l'ascenceur. Comment varie l'indication de la balance ?
3. L'ascenseur démarre en montant. Comment varie l'indication de la balance ?
   - L'ascenseur démarre en descendant. Comment varie l'indication de la balance ?
   - Le reférentiel de l'ascenseur est-t-il galiléen au démarrage ?