Chapitre 6 : exercices

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1 Exercice 1 : Point d application Préciser les points d application des forces modélisant les actions mécaniques suivantes : Action de la Terre sur un ballon C est une action à distance le point d application est donc le centre du système Action de la tête d un footballeur sur un ballon C est une action de contact le point d application sera au point de contact entre le ballon et la tête du footballeur. Exercice 2 : Les effets d une force Le baseball est un sport très populaire aux Etats-Unis. Le rôle du batteur est primordial : l action mécanique de la batte sur la balle a un effet sur cette dernière. 1 / Quels sont les effets possibles de l action mécanique de la batte sur la balle de baseball? Les effets possibles d une force sont la modification de la trajectoire et de la vitesse. 2 / Le softball est une variante du baseball, où la balle utilisée a une masse plus importante. Comment sont modifiés les effets précédents? Plus la masse est élevée moins les effets d une force sont importants. Exercice 3 : Force et golf 1 / Diagramme Balle Chapitre 6 : exercices Terre 2 / On assimile cette force au poids 3 / Nom de la force Point d application (le point de départ du segment fléché) Le poids Centre du système (action à distance : centre de l objet sur le schéma) Verticale Vers le bas (vers le centre de la P=mxg=4, x9,81=0,45 N 4 / On sait que 1 cm représente 0,25 N. Distance (cm) Force (N) 1 0,25 D 0,45 1

2 La flèche doit donc faire 1,8 cm 0,451 0,25 1,8 Exercice 4 : Hockey sur glace Un palet de hockey est immobile sur la glace. 1 / L objet d étude étant le palet, construire le diagramme objets-actions de la situation. A partir de maintenant on ne prend pas en compte l action de l atmosphère sur le système. 2 / Donner les caractéristiques des forces s exerçant sur le palet. 3 / Représenter sur un schéma sans souci d échelle, les forces qui s exercent sur le palet. Exercice 5 : Effet d une force 1 / Diagramme Terre Sac de frappe Câble Main 2 / Caractéristiques forces Nom de la force Main Câble Le poids Au point de contact Au point de contact entre la main et le sac entre le fil et le sac (action de contact) (action de contact) Point d application (le point de départ du segment fléché) Centre du système (action à distance : centre de l objet sur le schéma) Horizontale Verticale Verticale De la main vers le sac Du sac vers le fil Vers le bas (vers le centre de la 2

3 3 / La force exercée par le boxer va mettre en mouvement le sac. Il va donc y avoir une mise en mouvement donc un changement de vitesse. 4 / Il doit choisir celui qui a la masse la plus élevée car on sait que plus la masse du système est élevée moins l effet d une force sera important. Exercice 6 : Principe d inertie et skate 1 / On étudie le mouvement du système dans le référentiel terrestre 2 / Le système est immobile dans le référentiel terrestre, donc d après le principe d inertie les forces se compensent Nom de la force Le poids La réaction du support Point d application Centre du système (action à Au point de contact (action de (le point de départ du segment distance : centre de l objet sur contact) fléché) le schéma) Vertical Perpendiculaire au sol donc vertical Vers le bas (vers le centre de la Du sol vers la balle donc vers le haut 500 N 500 N d après le principe d inertie On sait que 1 cm représente 250 N. Distance (cm) Force (N) D 500 La flèche doit donc faire 2 cm X S Exercice 7 : Hockey sur glace Lors d un match de hockey sur glace, on film le mouvement du palet. Un logiciel de pointage vidéo permet d obtenir la position de son centre toutes les 20 ms. De plus, 1 cm sur le schéma représente 0,1 m dans la réalité. Donnée : Poids du palet P=1,6 N. Image : Livre Hatier Helium 2 nde

4 1 / Calculer la vitesse du palet dans la situation a. La distance entre deux points sur la feuille est de 1,5 cm. Or, 1 cm sur le schéma représente 0,1 m dans la réalité. Distance feuille (cm) Distance réelle (m) 1 0,1 1,5 d 1,5.0,1 0, / Dans quelle(s) situation(s) les forces s exerçant sur le palet se compensent-elles? Pourquoi? Les forces se compensent dans la situation a d après le principe d inertie car le mouvement est rectiligne et uniforme. A partir de maintenant on ne prend pas en compte l action de l atmosphère sur le système. 3 / Pour cette (ces) situation(s), identifier les forces puis leurs caractéristiques. Nom de la force Le poids La réaction du support Point d application Centre du système (action à Au point de contact (action de (le point de départ du segment distance : centre de l objet sur contact) fléché) le schéma) Vertical Perpendiculaire au sol donc vertical Vers le bas (vers le centre de la Du sol vers la balle donc vers le haut 1,6 N 1,6 N d après le principe d inertie 4 / Représenter ces forces sachant que 1 cm représente 1,0 N en modélisant le palet par un rectangle de longueur 3 cm et de hauteur 1 cm. Les flèches doivent mesurer 1,6 cm ici. de déplacement du système 4

5 5

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