Comment peut-on prédire la hauteur qu'atteindra un quelconque perchiste ? - Grand oral de Physique

Thèmes abordés

Hauteur, énergie cinétique, énergie potentielle gravitationnelle, énergie potentielle élastique, énergie, centre de masse, Armand Duplantis, saut à la perche, athlétisme

Résumé du document

Le saut à la perche est un sport considéré comme étant à pratiquer dans l'athlétisme, non pas dans l'aspect théorique, mais dans l'aspect pratique. Car, il faudrait en effet avoir la rapidité d'un sprinteur, l'habileté d'un sauteur en longueur, l'agilité d'un gymnaste et la flexibilité d'une ballerine.
Pourtant, on arrive à placer des records à des hauteurs assez impressionnantes. Par exemple, le record français effectué le 15 février 2014 par Renaud Lavillenie est de 6,16m de hauteur. Ou encore, récemment, le 20 mars 2022, le suédois Armand Duplantis réalise le record du monde de 6,20m.
Mais alors, une question persiste, comment peut-on prédire la hauteur qu'atteindra un quelconque perchiste ?

Extraits

[...] Comment peut-on prédire la hauteur qu'atteindra un quelconque perchiste ? - Grand oral de Physique Sujet de Grand Oral - Physique - 2022 Comment peut-on prédire qu'atteindra un perchiste quelconque lorsqu'il effectue un saut à la perche ? Le saut à la perche est un sport considéré comme étant à pratiquer dans l'athlétisme, non pas dans l'aspect théorique, mais dans l'aspect pratique. Car en effet, il faudrait avoir la rapidité d'un sprinteur, l'habileté d'un sauteur en longueur, l'agilité d'un gymnaste et la flexibilité d'une ballerine. [...]

[...] Or l'énergie cinétique est égale à la moitié de la masse du perchiste fois la vitesse au carré, soit ?×? . Et l'énergie potentielle gravitationnelle est égale à la masse du perchiste fois l'intensité de pesanteur fois la hauteur, soit ?×?×?. Avec des calculs physiques simples, on observe que la hauteur, à vrai dire, ne dépend pas de la masse du perchiste. On obtient une hauteur d'après les calculs une hauteur de 4,7m. Ici, on a omis le centre de masse du perchiste se situant à 1m du sol, ce qui nous donne une hauteur de 5,7m. [...]

[...] Supposons maintenant que le guépard puisse pratiquer le saut à la perche avec une masse entre 36 et 72kg et une taille de 1,20m. Lorsque l'on reprend les mêmes calculs que tout à l'heure, le guépard atteindrait une hauteur finale de 56,6 à 56,7m. On note avec cet exemple que la masse n'intervient pas. Donc en conclusion, on peut prédire la hauteur qu'atteindrait un perchiste grâce à non pas sa masse ou sa taille mais à sa vitesse de sprint et quelques calculs simples de physiques. [...]

[...] Ce saut est possible grâce à des propriétés de l'élasticité dans la perche. En effet, pour un peu d'histoire dans les années 1920, les perchistes utilisaient une perche en bois étant très rigide. On atteignait pour cela les 4-4,5m de hauteur. Puis, en 1958 les perches en aluminium, plus souples, virent le jour permettant ainsi de franchir au-dessus des 4,5m. Entre les années 1960-70, où l'on atteint les 5m, on avait des perches en fibre de verre, encore plus souple, mais pouvant se briser facilement. [...]