Le saut à la perche est une discipline olympique. Le sportif (appelé « perchiste ») cherche à s'élever le plus haut possible au-dessus d'une barre horizontale. Le document suivant est une décomposition schématique de ce saut en phases successives.
Document : phases successives du saut à la perche
- Phase 1 : course
- Phase 2 : flexion de la perche
- Phase 3 : détente de la perche
- Phase 4 : franchissement de la barre
- Phase 5 : mouvement descendant
Durant les phases 2, 3 et 4 le perchiste est en mouvement ascendant.
À la fin d'une course, la vitesse d'un perchiste atteint la valeur de 10 m/s.
Parmi les propositions suivantes, laquelle correspond à l'expression correcte de l'énergie cinétique ?
Quelles sont les unités de toutes les grandeurs physiques de l'expression de l'énergie cinétique ?
Quelle est la valeur de cette énergie cinétique si la masse du perchiste est de 80 kg et si sa vitesse est de 10 m/s ?
Au cours de la phase 5, le perchiste effectue un mouvement descendant après avoir franchi la barre.
Pendant cette phase, quelle est la forme d'énergie qui diminue et quelle est celle qui augmente ? Justifier.
Lors d'un saut, une partie de l'énergie cinétique du perchiste est transférée à la perche qui la stocke sous forme d'énergie potentielle élastique. Plus la flexion de la perche est importante et plus cette énergie potentielle élastique est grande. La perche restitue ensuite une partie de cette énergie au perchiste.
Quelle proposition est correcte ?
Les perches sont numérotées selon leur indice de flexion. Plus l'indice de flexion est petit, plus la perche est rigide et plus il est difficile de la courber. Une perche est capable de stocker d'autant plus d'énergie potentielle élastique que son indice de flexion est faible.
Pour réaliser une bonne performance, l'athlète doit choisir une perche adaptée. Les sauteurs expérimentés ou plus lourds prennent des perches rigides. Les débutants qui ont moins de vitesse ou les sauteurs légers choisissent des perches plus flexibles. Le tableau suivant présente quelques caractéristiques des conditions dans lesquelles trois grands champions ont battu des records au saut à la perche :
Perchiste | Masse du sportif (kg) | Vitesse maximale (m/s) | Longueur de la perche (m) | Indice de flexion de la perche | Record personnel (m) |
Renaud Lavillenie (France) | 70 | 9,90 | 5,20 | 13,8 | 6,16 (en 2014) |
Sergueï Bubka (Ukraine) | 80 | 9,94 | 5,20 | 10,6 | 6,15 (en 1993) |
Steven Hooker (Australie) | 85 | 9,75 | 5,20 | 11,1 | 6,06 (en 2009) |
Quel est l'athlète qui a choisi la perche la plus rigide ?
Pourquoi Renaud Lavillenie a-t-il choisi une perche plus flexible que celle de Sergueï Bubka ?