Cosinus Exercices

Échelle de pompier

Durée estimée
10 minutes
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Objectifs travaillés

Une échelle de pompier mesure $12$ m. Elle est posée contre un mur vertical, son pied étant placé à $3{,}5$ m du mur.

Échelle de pompier de 12 m posée contre un mur, pied à 3,5 m du mur
  1. Calculer la mesure $\alpha$ de l'angle que fait l'échelle avec le sol, arrondie au degré.
  2. Calculer la hauteur atteinte par le sommet de l'échelle sur le mur, arrondie au cm. (On pourra utiliser le théorème de Pythagore.)

Corrigé

  1. On note $P$ le pied de l'échelle, $S$ son sommet et $M$ le point du mur situé au pied du mur (juste sous $S$). Le triangle $PMS$ est rectangle en $M$ (mur vertical, sol horizontal).

    L'hypoténuse est $[PS]$ (l'échelle, $12$ m).
    Le côté adjacent à $\alpha = \widehat{SPM}$ est $[PM]$ (la distance au sol, $3{,}5$ m).

    $\cos(\alpha) = \dfrac{PM}{PS} = \dfrac{3{,}5}{12}$

    À la calculatrice (en mode degrés) :
    $\alpha = \cos^{-1}\!\left(\dfrac{3{,}5}{12}\right) \approx 73^{\circ}$

    L'échelle fait un angle d'environ $\mathbf{73^{\circ}}$ avec le sol.

  2. La hauteur cherchée est $MS$. Comme le triangle $PMS$ est rectangle en $M$, le théorème de Pythagore donne :
    $PS^2 = PM^2 + MS^2$
    $12^2 = 3{,}5^2 + MS^2$
    $144 = 12{,}25 + MS^2$
    $MS^2 = 144 - 12{,}25$
    $MS^2 = 131{,}75$
    $MS = \sqrt{131{,}75}$
    $MS \approx 11{,}478$ m

    Le sommet de l'échelle atteint une hauteur d'environ $11{,}48$ m, soit $1148$ cm.

Pour réviser : Résoudre un problème concret avec le cosinus.