Cet exercice étudie un modèle très simplifié du mouvement du centre d’inertie G d’un skieur dans différentes phases de son parcours.

A- Plat – voir figure n°1 -
Durant toute cette phase, on assimilera l’ensemble des forces de frottements à une force unique, opposée au mouvement, d’intensité constante f = 50 N. On supposera également que le skieur reste constamment en contact avec le sol. Afin de monter au sommet de la piste, un skieur se présente sur l’aire de départ, horizontale, d’un téléski. Initialement immobile, il s’accroche à une perche, faisant un angle β constant, de 45° avec l’horizontale (voir figure n°1).
On admettra que la perche exerce une force de traction dirigée selon sa propre direction.
Initialement au repos, la vitesse du skieur augmente puis après un parcours de longueur l = 8 m, la vitesse se stabilise à la valeur v = 2 m.s-1.
Questions : 1- a. Définir le système étudié. b. Préciser le référentiel de l’étude. Justifier. 2- a. Faire l’inventaire des forces extérieures agissant sur le système. Donner les caractéristiques de ces forces. b. Préciser si ces actions sont de contact, à distance et localisées ou réparties. c. Représenter ces forces sur un schéma sans souci d'échelle. 3- Lorsque la vitesse est stabilisée, que vaut la résultante des forces extérieures ? justifier. 4- On se place dans le cas où la vitesse est stabilisée et vaut 2m.s-1. Déterminer l'expression littérale puis la valeur numérique de la force exercée par la perche sur le skieur et de la composante Rn de la piste. Indication : Rapporter les forces dans le repère qui vous est suggéré puis exprimer les composantes des forces dans ce repère.

B- Montée – voir figure n°2 -
Le skieur, toujours tiré par la perche, monte, à la vitesse constante v = 2 m.s-1 sur une pente inclinée de α ’ 40° par rapport à l'horizontale. La perche elle-même forme un angle β = 30° avec le sol.
Questions : 1- Après