PROBLEMES PHYSIQUE

[L1PHYSIQUE]

I°

Dans le film « Là-Haut », le héros Carl fait s’envoler sa maison à l’aide de ballons gonflés à l’hélium
pour atteindre les chutes du Paradis.

1. Combien de ballons de baudruche sont nécessaires pour vous faire voler ?
2. La masse moyenne d’une maison est 50 t, combien de ballons a dû utiliser Carl ?
3. Les studios Pixar ont représenté 20622 ballons, est-ce correct ?

Compléments
— On considérera l’hélium comme un gaz parfait. Le volume molaire (volume d’une mole) d’un gaz
parfait à température et pression ambiante est Vm = 22,4 L.mol−1
— L’enveloppe d’un ballon de baudruche « standard » pèse environ 3,5 g et permet d’obtenir une
sphère de 30 cm de diamètre.
— On pourra négliger la masse de toutes les ficelles.


2°

Dans le film « Titanic » de James Cameron, les deux héros Jack et Rose trouvent pour refuge une
pièce de boiserie après le naufrage. Seule Rose prend place sur le « radeau de fortune », tandis que
Jack accepte son sort en restant dans une eau d’à peine 1 degré, sachant qu’il n’a plus aucune chance
de survie.
Des fans ont reproché au réalisateur le dénouement du film, en montrant qu’il y avait suffisamment
de place pour les deux protagonistes sur la porte en bois, ce à quoi J. Cameron aurait répondu : « peu
m’importe, Jack devait mourir ! ! ».


2.1 Question
À partir des données sur les personnages et sur la porte en bois ci-dessus, pensez-vous que J.
Cameron aurait pu épargner Jack ?

2.2 Compléments
— masse volumique de l’eau salée : 1025 kg.m−3
— masse estimée de Jack : 65 kg.
— masse estimée de Rose avec son gilet de sauvetage : 62 kg.
— dimension de la boiserie : 1,2 m×1,8 m×10 cm.
— masse volumique du chêne (utilisé en menuiserie) : 720 kg.m−3


3°

Distance de freinage
Une voiture roule à 130 km.h−1
sur une autoroute horizontale sèche puis freine brusquement.

3.1 Questions
1. Quelle est la distance de freinage de la voiture ?
2. Est-ce en accord avec la formule apprise au « permis de conduire » ?
3.2 Compléments
— Le coefficient de frottement d’un pneu sur route sèche est 0,65. On rappelle que cela signifie que
la force de frottement exercée par le sol sur le pneu, tangente au sol, est égale à 0,65 fois la
réaction normale du sol sur le pneu.
— Le coefficient de frottement d’un pneu sur route mouillée est 0,5.
— Dans les manuels de code de la route, il est écrit que la distance de freinage s’obtient à partir
de la formule suivante :
d = 1/2(v/10)^2

où v est la vitesse du véhicule en km.h−1