Exercices sur les forces, 2 e partie Module 3 : Des phénomènes mécaniques Objectif terminal 4 : La dynamique

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1 Dte : No : Groupe : Résultt : / 76 Exercices sur les orces, e prtie Module 3 : Des phéoèes éciques Objecti teril 4 : L dyique. Quelle est l ccélértio de cet objet tiré obliqueet, si o élie le rotteet? Répose : /4. Lors d ue prde, u chr lléorique de 8000 k est tiré pr u cio. Scht qu il existe ue orce de rotteet de 000 N etre les peus du chr et l sphlte, quelle orce otrice devr déployer le cio pour ccélérer le chr à 0,3 /s? 3. U tri iiture est coposé de trois wos et d ue locootive. Les wos possèdet chcu ue sse de 00, lors que l locootive pèse 400. Quelle ser l tesio ds l ttche qui uit les deux preiers wos scht que le tri est souis à ue orce otrice de 0,6 N? 4. Quelle serit l ccélértio obteue sur le ote suivt? Exercices sur les orces, e prtie

2 5. Ds le ote expérietl suivt, le pl est iclié de 5 pr rpport à l horizotle. ) Quelle ser lors l ccélértio du chriot? b) Est-ce que le chriot ser tiré vers le hut pr l sse suspedue ou est-ce qu il descedr le pl iclié e l etrît? Répose : / 6. Quelle est l tesio ds l corde etre les deux chriots du ote expérietl suivt? 7. U sceseur coece s descete selo ue ccélértio de 0,3 /s. À ce oet, quelle est l tesio ds le câble de l sceseur scht que l sse de ce derier et de ses occupts est de 700 k? 8. U utoobiliste distrit, roult à 55 k/h, voit à l derière iute que le eu de circultio sur so chei est u roue. ) Si l lie d rrêt de l itersectio est à 60 de s voiture, pourr-t-il s rrêter à teps, scht que l sse totle de s voiture est de 800 k et que s orce de reie est de 700 N? Répose : / b) Quelle est préciséet l distce de reie? Exercices sur les orces, e prtie

3 9. Cobie de teps predr ce obile, iitileet u repos, pour rchir ue distce de? 0. Le 7 i 999 preit plce, à bord de l vette Discovery, l stroute cdiee Julie Pyette. Lors du décolle cette vette possédit ue sse totle de,04 x 0 6 k. L orce de poussée des récteurs étit de 34,4 x 0 6 N. Quel étit le poids ppret de Julie, si ous lui supposos ue sse de 50 k lors du décolle de l vette? Vous devez élier l perte de sse de l vette cusée pr l cobustio du crburt.. L plète Mrs possède ue ccélértio rvittioelle de 3,7 /s. Scht que s sse est de 6,49 x 0 3 k, quel est so ryo oye?. Quelle orce rvittioelle s exercerit etre l stroute cdiee Julie Pyette et l plète Terre si l vette sptile ds lquelle elle preit plce survolit l équteur à ue ltitude de 5 k? L Terre possède ue sse de 5,976 x 0 4 k et u diètre équtoril de 756 k. Supposos ue sse de 50 k pour l stroute. 3. O tire horizotleet ue sse de 5 k râce à u ressort ixé à l vt de cette sse. Ce ressort possède ue costte de rppel de 5 N/ et l ccélértio de l sse est de 0, /s. Quel ser l lloeet du ressort? 4. Lequel des écises ci-dessous, présets ds ue utoobile, e sert ps à lutter cotre l iertie? ) L ceiture de sécurité / b) Le oteur c) Les reis d) Les roues Exercices sur les orces, e prtie 3

4 5. Quelle sse doit être suspedue pour que le chriot de ce ote de lbortoire possède l êe ccélértio qu ue voiture qui psse de 0 à 00 k/h e 6,8 secodes? 6. U pèse-persoe est clibré pour diviser le poids d ue persoe pr l ccélértio rvittioelle terrestre i d icher l sse. Coe le poids ppret d ue persoe qui pred plce ds u objet e ouveet vrie e octio de so ccélértio verticle, il est possible de ire icher à u pèse-persoe ue vleur de sse diérete de l sse réelle de l persoe qui se pèse. Mrie, dot l sse est de 54 k, tete l expériece e et u pèse-persoe ds u sceseur dot l sse est de 300 k. L sceseur ote selo ue ccélértio de,5 /s. Si Mrie pred plce sur le pèse-persoe, quelle sse erroée icher-t-il? 7. U objet subit u déplceet horizotl lorsqu il est tiré pr ue orce oblique. L objet possède ue sse de 8 k et l orce ppliquée est de 0 N. L orce de rotteet etre l objet et le sol est de 3 N et l ccélértio de l objet est de 0,05 /s. Quel est l le de l orce pr rpport à l horizotle? 8. Voici u systèe de sses. ) Lquelle des deux sses, reliées etre elles pr ue poulie, descedr sur le pl iclié? Répose : / b) Quelle ser l ccélértio de ce systèe? Exercices sur les orces, e prtie 4

5 Corrié. 0,63 /s Solutio N Solutio 3. 0,7 N Exercices sur les orces, e prtie Module 3 : Des phéoèes éciques Objecti teril 4 : L dyique rés 0 N 300 0,3 k θ 0 x x cos θ 0 N cos 0 0,3 k 0,63 /s 8000 k 000 N N 0,3 /s 8000 k 0,3 /s loco wo 400 0,4 k 0,6 N 00 0,k N Exercices sur les orces, e prtie

6 Accélértio du tri tri tri tri loco 0,4 k + 3 0,k 0,7 k tri + 3 tri 0,6 N 0,7 k 0,857/s wo Tesio etre les er et e wos T wo T 0,k 0,857/s T 0,7 N 4.,8 /s Bloc Chriot Solutio chriot 600 0,6 k 500,5 k T T, chriot T T ( ) O élise les deux derières reltios pour trouver l ccélértio du systèe. ( ) chriot +,8 /s chriot 0,6 k 9,8 /s 0,6 k +,5 k Exercices sur les orces, e prtie

7 5. ) 4,57 /s Bloc Chriot Le lo du pl iclié : Solutio chriot chriot chriot 50 0,05 k 30 0,03 k θ 5, T T T T chriot T T ( ), chriot chriot si θ siθ ( + siθ) Pour obteir l rdeur de l ccélértio, o élise les deux expressios pour T. ( ) chriot ( siθ + ) ( siθ) 9,8 /s 4,57 /s + chriot chriot ( 0,05 k 0,03 k si5 ) 0,05 k + 0,03 k b) Le chriot se déplce vers le hut du pl iclié. 6.,89 N Solutio Le résultt du clcul e ) est positi, ce qui siiie que ous vos posé u déprt l boe directio pour l ccélértio. Le chriot se déplce doc vers le hut du pl iclié. chriot chriot k 500,5 k 800 0,8 k N Exercices sur les orces, e prtie 3

8 Accélértio du systèe L orce otrice de ce systèe est le poids du suspedu., k 9,8 /s 9,8 N totle totle + chriot + 9,8 N N k +,5 k + 0,8k,3636 /s chriot Tesio ds l corde N Solutio T T T chriot 0,8 k,3636 /s,89 N 700 k 0,3 /s T T T T T k 650 N ( ) ( 9,8 /s 0,3 /s ) 8. ) Oui 800 k 700 N v v i 55 k/h 5,8 /s 0 /s Exercices sur les orces, e prtie 4

9 Solutio v v s i v s 700 N 800 k 4 + s v i /s ( 0 /s ) ( 5,8 /s ) s 9, ( 4 /s ) L distce de reie est iérieure à l distce séprt l voiture de l lie d rrêt vt le reie. b) 9, 9.,9 s Clcul de l ccélértio du obile x rés cos θ 8 k 3 N 0 N v θ 5 i 0 /s s cos θ 0 N cos5 3 N 8 k 0,834 /s Clcul du teps écessire pour u déplceet de ( t ) s v i t + Exercices sur les orces, e prtie 5

10 pour v i 0 /s s t t ( t) s t,9 s 0,834 /s 0. 33,7 N Julie vette 50 k, ,4 0 Clcul de l ccélértio de l vette u décolle Clcul du poids ppret de l stroute vette vette 34,4 0, ,854 /s 6 6 N k N k. 3,4 x 0 6 Julie Julie Julie 50 k ,7 N Julie Julie ( + ) ( 6,854 /s + 9,8 /s ) 3,7 /s 6, k Exercices sur les orces, e prtie 6

11 Solutio G r G r r G r 6,67 0 r 3,4 0 6 N /k 3,7 /s 6, k. 489, N M 5, k 4 D 756 k,756 0 h 5 k 5000 k 7 Solutio d d d D + h, , MG d 50 k 5, , N 4 k 6, ( 6,383 0 ) N /k 3. 3,33 c Clcul de l orce ppliquée sur l sse 5 k k 5 N/ 0,5 N 0,/s 5 k 0,/s Exercices sur les orces, e prtie 7

12 Clcul de l lloeet du ressort k l l k 0,5 N l 5 N/ l 0,0333 l 3,33 c 4. d) 5.,4 k Clcul de l ccélértio de l voiture à iiter Solutio Clcul de l sse à suspedre Solutio v v i 0 /s 00 k/h 7,78 /s t 6,8 s v t v v i t 7,78 /s 0 /s 6,8 s chriot 4,085 /s 600,6 k Le poids de l sse est l orce otrice du systèe. totle ( + ) chriot,6 k 4,085 /s 9,8 /s 4,085 /s,4 k chriot Exercices sur les orces, e prtie 8

13 6. 60,9 k Mrie sceceur 54 k 300 k,5 /s 7. 80, Clcul du poids ppret de Mrie Mrie Mrie Mrie 54 k 596,7 N + + Mrie Clcul de l sse ichée pr le pèse persoe Solutio x rés cos θ Mrie (,5 /s + 9,8 /s ) pprete pprete pprete 8 k 0 N 3 N θ cos θ cos θ 80, pprete 596,7 N 9,8 /s 60,9 k 0,05 /s + cos θ + θ cos ( 0,7 ) ( + ) 8 k 0,05 /s + 3 N 0 N Exercices sur les orces, e prtie 9

14 8. ) L sse de k descedr le lo de so pl iclié. θ θ k 40 k 5 Clcul de l résultte etre le poids de l sse de k et s orce orle r r + siθ si θ k 9,8 /s si40 6,993 N Clcul de l résultte etre le poids de l sse de k et s orce orle r r + siθ 8,833 N Puisque 8,833 N > 6,993 N, l sse de k etrîer l utre sse. b) 0,66 /s Clcul de l ccélértio du systèe k 9,8 /s si θ T x Pour le : T si θ T Pour le : x si θ T T T si5 ( + si θ ) ( siθ ) E élist ces deux expressios de T, o peut déterier l rdeur de l ccélértio. + siθ ( + ) ( siθ siθ ) ( siθ siθ ) + 9,8 /s 0,66 /s si θ + ( k si5 k si40 ) k + k Exercices sur les orces, e prtie 0