Calculateur de Trajet en Luge
Calculez la vitesse, le temps et les paramètres d'énergie pour les trajets en luge
La physique de la luge implique l'étude du mouvement sur des surfaces enneigées inclinées, en tenant compte de diverses forces, notamment :
- La gravité
- La friction entre la luge et la neige
- La résistance de l'air (souvent négligeable aux vitesses typiques)
- La force normale de la surface
La compréhension de ces principes physiques aide à prédire la vitesse, le temps et les aspects de sécurité des activités de luge.
Caractéristiques de la Pente
- Angle d'inclinaison
- Hauteur de la pente
- État de la surface (tassée, poudreuse, glacée)
Luge et Passager
- Masse combinée de la luge et du passager
- Surface et aérodynamisme
- Distribution du poids
Conditions Environnementales
- Type et état de la neige
- Effets de la température sur la friction
- Résistance du vent (si significative)
Accélération
a = g(sin θ - μ cos θ)
Où :
- a = Accélération le long de la pente
- g = Accélération due à la gravité (9,81 m/s²)
- θ = Angle de la pente
- μ = Coefficient de friction
Vitesse Finale
v = √(2ad)
Où :
- v = Vitesse finale
- a = Accélération
- d = Distance parcourue
Conservation de l'Énergie
mgh = ½mv² + Travail de la friction
Où :
- m = Masse
- h = Hauteur
- v = Vitesse
Exemple 1 : Pente Douce
- Angle de la pente : 15°
- Hauteur : 10 mètres
- Masse totale : 80 kg
- Surface : Neige tassée
- Vitesse finale : ~8,5 m/s
- Temps de descente : ~9 secondes
Exemple 2 : Pente Raide
- Angle de la pente : 30°
- Hauteur : 20 mètres
- Masse totale : 75 kg
- Surface : Glacée
- Vitesse finale : ~17,2 m/s
- Temps de descente : ~8,3 secondes
Qu'est-ce qui rend une pente plus rapide ou plus lente ?
La vitesse de la pente est principalement déterminée par l'angle d'inclinaison, les conditions de surface (coefficient de friction) et la distance totale. Les pentes plus raides et les conditions glacées donnent généralement des vitesses plus élevées.
Comment le type de neige affecte-t-il la luge ?
Les différents types de neige ont des coefficients de friction variables. La neige tassée ou glacée offre moins de résistance et des vitesses plus rapides, tandis que la neige poudreuse ou mouillée crée plus de friction et des descentes plus lentes.
Pourquoi les passagers plus lourds vont-ils souvent plus vite ?
Bien que la masse n'affecte pas l'accélération due à la gravité seule, les passagers plus lourds peuvent comprimer la neige plus efficacement et peuvent subir proportionnellement moins de résistance de l'air, ce qui peut entraîner des vitesses plus élevées.