Un skateur prend son élan sur une piste horizontale puis saute à partir d'un tremplin. Le système étudié est ici {skateur + skate} et est désigné seulement « skateur » dans l'exercice.

Premièrement, on s'intéresse au mouvement du skateur sur la partie horizontale.

Quelles sont les deux forces qui s'exercent sur le skateur dans cette phase (les frottements exercés par le support étant négligés) ?

Son poids

La réaction normale exercée par la piste

La poussée d'Archimède exercée par la piste

La tension exercée par la piste

À quelle catégorie de forces appartiennent ces deux forces ?

Le poids : action à distance.
La réaction normale : action de contact.

Le poids : action de contact.
La réaction normale : action de contact.

Le poids : action de contact.
La réaction normale : action à distance.

Le poids : action à distance.
La réaction normale : action à distance.

Quelle est la représentation correcte de ces deux forces (à partir du centre de gravité G du système) ?

La masse du système {skateur + skate} est de 85 kg.

Quelle est la valeur de son poids ?

Donnée : intensité de la pesanteur g = 9{,}81 \text{ N} \cdot \text{kg}^{-1}.

P = m \times g = 85 \times 9{,}81 = 8{,}3 \times 10^2\text{ N}

P = m \times g = 85 \times 10^{-3} \times 9{,}81 = 0{,}83\text{ N}

P =\dfrac{m}{g} = \dfrac{85}{9{,}81} =8{,}7\text{ N}

P =\dfrac{m}{g} = \dfrac{85 \times 10^3}{9{,}81} =8{,}7 \times 10 ^3\text{ N}

Dans cette phase, le mouvement du skateur dans le référentiel terrestre est rectiligne et uniforme.

Que peut-on en déduire quant à valeur de la réaction normale exercée par la piste ?

D'après le principe de l'inertie, le skateur est soumis à des forces qui se compensent : \overrightarrow{P} + \overrightarrow{R_N} = \overrightarrow{0}. On en déduit que la valeur de la réaction normale exercée par la piste est égale à celle du poids : R_N = P.

D'après le principe de l'inertie, le skateur est soumis à des forces qui se compensent : \overrightarrow{P} = \overrightarrow{R_N} . On en déduit que la valeur de la réaction normale exercée par la piste est égale à celle du poids : R_N = P.

D'après le principe de l'inertie, le skateur est soumis à des forces qui se compensent : \overrightarrow{P} = \overrightarrow{R_N}. On en déduit que la valeur de la réaction normale exercée par la piste est opposée à celle du poids : R_N = -P.

À présent, on étudie le mouvement du skateur après son saut.

À quelle force est soumis le skateur dans cette phase (les frottements exercés par l'air étant négligés) ?

Son poids

La réaction normale exercée par la piste

La réaction normale exercée par l'air

Les frottements exercés par l'air

Quelle est la représentation correcte de cette force (à partir du centre de gravité G du système) ?

Dans cette situation, que prévoit le principe de l'inertie quant au mouvement du skateur dans le référentiel terrestre ?

D'après le principe de l'inertie, le skateur n'étant pas soumis à des forces qui se compensent, il ne peut ni rester immobile ni être en mouvement rectiligne et uniforme, dans le référentiel terrestre.

D'après le principe de l'inertie, le skateur n'étant pas soumis à des forces qui se compensent, il ne peut pas rester immobile dans le référentiel terrestre, mais son mouvement peut être rectiligne et uniforme.

D'après le principe de l'inertie, le skateur n'étant pas soumis à des forces qui se compensent, son mouvement dans le référentiel terrestre ne peut pas être rectiligne et uniforme, mais il peut rester immobile.

D'après le principe de l'inertie, le skateur n'étant pas soumis à des forces qui se compensent, soit il demeure immobile dans le référentiel terrestre, soit il est en mouvement rectiligne et uniforme.

Pendant sa chute, le skateur exerce une force \overrightarrow{F_1} sur son skate :

Quelle est la représentation correcte de la force \overrightarrow{F_2} que son skate exerce, en retour, sur le skateur ?