La chute libre est le mouvement vertical effectué par un objet lorsqu'il ne subit que l'effet de la force gravitationnelle. Si on néglige le frottement de l'air, un objet qui effectue un mouvement de chute libre subit toujours une accélération de 9,8m/s2 9 , 8 m/s 2 orientée vers le sol.
Elle dépend beaucoup de la stature et de la position (environ 180 km/h pour un adulte de constitution moyenne stable à plat ; moins pour un enfant ; plus lorsque le chuteur se met en boule ; et jusqu'à plus de 300 km/h pour un chuteur arrivant à tenir une position stable tête en bas).
On obtient : v = √[2×g×h] en m/s ou m.s-1.
Tout d'abord, il faut savoir que l'accélération est rapide mais progressive. On réalise les 200 premiers mètres en 8 secondes environ. Après ces quelques secondes, la vitesse de chute atteint (déjà!) son maximum pour se stabiliser à 55 mètres par seconde (55 m/s) soit plus de 195 km/h !
Dans notre atmosphère, quand un objet tombe, il compresse de l'air sous lui. Plus il accélère, plus la résistance de l'air augmente. Or un objet lourd pourra vaincre une compression supérieure et aller plus vite. Une balle de tennis tombe donc moins vite qu'une boule de pétanque.
La réponse, contre-intuitive, est qu'elles tomberont exactement à la même vitesse. C'est Galilée qui a le premier eut l'intuition de cette universalité de la chute libre: dans le vide, un objet tombe toujours de la même manière, indépendamment de sa masse, de sa forme ou de sa composition.
Serait-ce le cas ? Si à présent on fait "tomber" la Lune vers la Terre, ça va nous donner 9,81 + 1,6 (en gros) = 11,4 m/s (si j'ai bien assimilé la théorie). Donc, 2 objets ne tombent pas à la même vitesse quel que soit leur poids.
Si deux objets sont lâchés à des hauteurs différentes, l'objet qui part de plus haut touche le sol après. Lâchés à même hauteur, un objet lourd et un objets léger touchent le sol en même temps. Le parachute ralentit la chute des objets, car l'air le freine.
Il y a quelques jours, les athlètes les plus rapides du monde se sont affrontés au 100 mètres, lors des Jeux olympiques de Tokyo. Mais personne n'a réussi à battre le record absolu de 9,58 secondes détenu par le célèbre Usain Bolt. Pour établir ce record, le Jamaïcain avait atteint une vitesse d'environ 43 km/h...
longueur de corde = 10 m, hauteur de chute = 4 m donc facteur de chute = 4/10 = 0,4. La longueur de corde est importante, la capacité d'absorption est importante. La sévérité est faible, la force de choc est faible. longueur de corde = 2 m, hauteur de chute = 4 m donc facteur de chute = 4/2 = 2.
La vitesse, la distance et la durée sont liées par la relation : \mathrm{v}= \frac{d}{t}. v = vitesse (unité : m/s). d = distance parcourue (unité : m). t = durée du parcours (unité : s).
Selon la loi de la chute des corps : « lorsqu'ils tombent dans le vide, tous les corps tombent à la même vitesse, quelle que soit leur masse ». Cette loi s'oppose directement à la thèse d'Aristote, qui affirmait que « la vitesse de chute augmentait avec la masse des corps ».
Points Clés. La vitesse d'un objet parcourant une distance donnée est liée à la distance parcourue et au temps de déplacement de l'objet selon la formule 𝑣 = Δ 𝑑 Δ 𝑡 , où 𝑣 est la vitesse de l'objet, Δ 𝑑 est la distance parcourue par l'objet, et Δ 𝑡 est le temps pendant lequel l'objet se déplace.
Comme deux corps lâchés simultanément appartiennent au même référentiel inertiel, ils tombent ensemble à la même vitesse. Cette séquence constitue une introduction intéressante, simple et très intuitive à la relativité générale.
La réponse est oui: le plomb tombe aussi vite que la plume, sous réserve d'être dans le vide ou de négliger les frottements.
Dans le vide, la lumière se déplace à près de 300.000 km/s (299.792,458 km/s pour être exact). C'est une constante fondamentale de la physique et une barrière infranchissable selon la théorie de la relativité générale formulée par Albert Einstein. A priori, aucun objet dans l'univers ne peut aller plus vite.
Quelle est la vitesse maximale que le corps humain peut supporter? Selon la physique actuelle, la vitesse maximale théorique de toute chose est la vitesse de la lumière dans le vide, quelque 300 000 km par seconde!
A titre de comparaison, un guépard parcourt 16 fois la longueur de son corps en une seconde s'il va à 96 km/h, et le sprinteur jamaïcain Usain Bolt parcourait six fois la longueur de son corps en une seconde en allant à 37 km/h.
La vitesse de la lumièrevitesse de la lumière est de 299.792 kilomètres par seconde. Le record du monde du 100 mètres s'établit à 9 secondes 58, soit 37,58 km/h. Que l'on parle de planètes, d'animaux, d'athlétisme, de construction ou même de lois physiques, il y a toujours une notion de vitesse en jeu.
Une chute de faible hauteur peut également entraîner des blessures graves ou mortelles. Dans près de la moitié des cas de chute mortelle, la hauteur de chute varie entre 1 m et 5 m.
Pour un objet en chute libre, il n'y a pas de force significative pour compenser la gravité. L'accélération due à la gravité n'est pas freinée, et la vitesse de l'objet continue donc à augmenter sans cesse.
Le temps de chute d'un objet dépend principalement de deux facteurs: la masse de l'objet et la résistance de l'air. Plus l'objet est lourd, plus il est attiré vers le sol par la force de la gravité, ce qui accélère sa chute.
En conclusion, ce qu'il faut retenir, c'est qu'en l'absence de frottements de l'air, la gravité fait tomber tous les objets à la même vitesse, quelle que soit leur masse et leur forme.
Ainsi, la vitesse dépend de la puissance (déterminée par la capacité à produire de l'énergie et exprimée en watts) divisée par le poids. Plus le poids est élevé, plus la vitesse diminue. Un gain de poids de 1 % se traduit presque exactement par une perte de vitesse de 1 %.
La quantité d'énergie cinétique que possède un objet dépend de deux facteurs : la masse de l'objet en mouvement ainsi que sa vitesse. Ainsi, si on double la masse d'un objet, son énergie cinétique doublera également. Toutefois, si on double la vitesse, son énergie cinétique sera quatre fois plus grande.