Un parachutiste saute habituellement depuis un avion en plein vol une altitude d'environ 3 à 4 km. Pour battre un record de vitesse, l'Autrichien Felix Baumgartner a réalisé en 2012 un saut hors du commun depuis un ballon sonde à 39 km d'altitude.

Schématisation de deux sauts en parachute
(Les échelles ne sont pas respectées).

Saut depuis un avion	Saut de F. Baumgartner
Trajectoire de l'avion	Trajectoire du ballon sonde

Document 1 : évolution de la vitesse de F. Baumgartner par rapport au sol terrestre en fonction du temps, avant l'ouverture du parachute (Les valeurs de la vitesse sont volontairement absentes).

Document 2 : positions successives de F. Baumgartner au début de sa chute, avant l'ouverture du parachute

Question 1 (4 points) : parmi les propositions suivantes, indiquer, en justifiant la réponse à partir du document 1, celle qui satisfait aux caractéristiques du saut de F. Baumgartner.

Le mouvement est :

• proposition a : accéléré puis ralenti.

• proposition b : accéléré puis uniforme.
• proposition c : uniforme puis accéléré.

Question 2 (6 points) : montrer sans calcul que l'analyse du document 2 permet de retrouver la réponse précédente.

Le parachutiste est soumis à deux actions mécaniques : l'action de la Terre modélisée par le poids (aussi appelée force de pesanteur) et les frottements de l'air.

Question 3 (4 points) : indiquer pour chacune de ces actions, s'il s'agit d'une action de contact ou d'une action à distance.

Question 4 (11 points) : en exploitant les documents 1 et 2, expliquer à l'aide de calculs, si la vitesse maximale atteinte par F. Baumgartner est proche de 250 m/s, 370 m/s ou 470 m/s.

1. accéléré, car la vitesse augmente

ralenti, car la vitesse diminue

2. La distance entre les positions de Félix augmente donc la vitesse augmente. Les points sont de

plus en plus éloignés.
La distance entre les positions de Félix diminue donc la vitesse diminue. Les points sont de plus
en plus rapprochés.

3. l'action de la Terre sur Félix est une action à distance.

l'action des frottements sur Félix est une action de contact.

4. Calcul de la vitesse entre la position à t = 50 s et t=60 s

Il a parcouru une distance d = 27,8 - 24,1 = 3,7 km = 3 700 m
pendant 60 - 50 = 10 s
$v$ = \frac{d}{t} = \frac{3700}{10} $=$ 370 m/s
On peut aussi calculer la vitesse entre t = 40 s et t = 60 s ou entre t = 40 s et t = 50 s.