II. Cinématique : 1 dimension

Transcription

1 II. Cinématique : 1 dimension Cas particuliers : le Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU) Les villes de Mons et de Ath sont séparées de 25 km. On considère que la route les reliant est en ligne droite. Une voiture A part de Mons à 12h avec une vitesse de 60 km/h et une voiture B part de Ath à 12h15 avec une vitesse de 70 km/h. Les vitesses de A et B restent constantes. Exprimez la vitesse de A en m/min 1

2 II. Cinématique : 1 dimension Cas particuliers : le Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU) Les villes de Mons et de Ath sont séparées de 25 km. On considère que la route les reliant est en ligne droite. Une voiture A part de Mons à 12h avec une vitesse de 60 km/h et une voiture B part de Ath à 12h15 avec une vitesse de 70 km/h. Les vitesses de A et B restent constantes. A quelle heure A et B se croisent elles? 2

3 II. Cinématique : 1 dimension Cas particuliers : le Mouvement Rectiligne Uniforme (MRU) Les villes de Mons et de Ath sont séparées de 25 km. On considère que la route les reliant est en ligne droite. Une voiture A part de Mons à 12h avec une vitesse de 60 km/h et une voiture B part de Ath à 12h15 avec une vitesse de 70 km/h. Les vitesses de A et B restent constantes. A quelle distance de Mons? 3

4 II. Cinématique : 2 ou 3 dimensions Un fusil est pointé horizontalement vers une cible ponctuelle placée à 200 m. La cible est à la même hauteur que le fusil. La balle sort du canon avec une vitesse de 500 m/s. [on néglige les frottements] Après combien de temps la balle a t elle parcouru ces 200 m? 4

5 II. Cinématique : 2 ou 3 dimensions Un fusil est pointé horizontalement vers une cible ponctuelle placée à 200 m. La cible est à la même hauteur que le fusil. La balle sort du canon avec une vitesse de 500 m/s. De combien la balle ratera t elle sa cible? [on néglige les frottements] 5

6 II. Cinématique : 2 ou 3 dimensions Un fusil est pointé horizontalement vers une cible ponctuelle placée à 200 m. La cible est à la même hauteur que le fusil. La balle sort du canon avec une vitesse de 500 m/s. De quel angle par rapport à l horizontale faudrait il incliner le fusil pour toucher la cible? [astuce : considérez le fusil comme un canon devant tirer à une distance de 200m] 6

7 II. Cinématique - MCU Une mouche de 100 mg se pose sur un tourne disque tournant à 33 tours par minute. Quelle est sa vitesse angulaire? Sachant que sa vitesse tangentielle est de 35 cm/s, à quelle distance du centre du disque s est posée la mouche? 7

8 III. Dynamique La nacelle (m = 500 kg) d une attraction est lâchée en chute libre sur une distance de 30 m. Que vaut la vitesse de la nacelle après cette distance? [on néglige les frottements] Elle est ensuite stoppée par le système de freinage en 3 s. Que vaut la décélération de la nacelle? 8

9 III. Dynamique La nacelle (m = 500 kg) d une attraction est lâchée en chute libre sur une distance de 30 m. Elle est ensuite stoppée par le système de freinage en 3 s. Quelle force devront fournir les freins pour stopper la nacelle? 9

10 III. Dynamique (MCU) Une personne de 80 kg se trouve sur Terre à mi chemin entre l équateur et le pôle nord. Elle subit un mouvement circulaire du fait de la rotation de la Terre. [le rayon terrestre est de 6380 km] Trouvez sa vitesse angulaire. Que vaut sa vitesse tangentielle? Calculez sa vitesse tangentielle 10

11 III. Dynamique (MCU) Une personne de 80 kg se trouve sur Terre à mi chemin entre l équateur et le pôle nord. Elle subit un mouvement circulaire du fait de la rotation de la Terre. [le rayon terrestre est de 6380 km] Calculez la force résultante subie par cette personne. 11

12 V. Forces de frottement : solide-solide Une motoneige de 250 kg (avec le conducteur) est initialement au repos sur une piste horizontale. Son moteur est ensuite allumé et fournit une force de 400 N. Les coefficients de frottements statique et cinétique des patins sont respectivement µs = 0,2 et µc = 0,1. Calculez la force résultante agissant sur la motoneige. 12

13 V. Forces de frottement : solide-solide Si le moteur fournit une force de 600 N, la motoneige démarre. Que vaut alors la force résultante? Dans ce cas, que vaut la vitesse après 10 secondes? 13

14 V. Forces de frottement : solide-fluide Une bille de 0.2 kg et de 2 cm de rayon est lâchée dans l eau. b = 1 kg/s. Calculez la poussée d'archimède que subit la bille. P archi P v F frott Calculez la vitesse maximale que la bille pourra atteindre. x 14

15 V. Forces de frottement : solide-fluide Une bille de 0.2 kg et de 2 cm de rayon est lâchée dans l eau. b = 1 kg/s. Quelle sera la vitesse après 0,5 s? P archi P v F frott x 15

16 VI. Energie potentielle gravitationnelle : vitesse de libération Un vaisseau spatial de 2 tonnes se déplace à km de la planète X34G23, à une vitesse de 500 m/s. La masse de X34G23 est de kg. Que vaut l énergie potentielle gravitationnelle du vaisseau. [G = 6, m 3 kg 1 s 2 ] Calculez l énergie mécanique totale du vaisseau spatial. 16

17 VI. Energie potentielle gravitationnelle : vitesse de libération Un vaisseau spatial de 2 tonnes se déplace à km de la planète X34G23, à une vitesse de 500 m/s. La masse de X34G23 est de kg. Le rayon de la planète est de 1500 km, calculez la vitesse de libération pour cette planète. [G = 6, m 3 kg 1 s 2 ] 17

18 VIII. Mouvement de rotation moment d inertie On superpose deux disques homogènes de diamètres respectifs de 10 cm et 13 cm. La masse du disque de 10 cm est de 100 g. Calculez le moment d inertie du disque de 10 cm par rapport à son centre. Calculez la masse du disque de 13 cm, sachant que les deux disques sont constitués du même matériau et ont la même épaisseur. 18

19 VIII. Mouvement de rotation moment d inertie Calculez le moment d inertie du disque de 13 cm par rapport à son centre. Calculez le moment d inertie total des deux disques superposés. 19

20 VIII. Mouvement de rotation application la patineuse Une patineuse a les bras écartés. Son moment d inertie par rapport à l axe A vaut alors 1.5 kgm 2. Elle tourne à la vitesse de 0.5 tour/s. Que vaut sa vitesse angulaire? A Que vaut son moment angulaire? 20

21 VIII. Mouvement de rotation application la patineuse Elle ramène ses bras vers le corps et son moment d inertie vaut alors 0.5 kgm 2. Que vaut alors sa vitesse angulaire? A 21