1. Un ballon qui descend une pente à 4,0 m/s accélère à 14,0 m/s en 5,0 secondes. Quelle était son accélération?

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François-Xavier Beaudet
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1 Physique 40S Révision 1. Un ballon qui descend une pente à 4,0 m/s accélère à 14,0 m/s en 5,0 secondes. Quelle était son accélération? 2. Une goutte de pluie tombe d un nuage situé à 1,7 x 10 3 m au dessus du sol. S il n y avait pas de résistance due à l air, à quelle vitesse la goutte de pluie frapperait-elle le sol? 3. Une rondelle de hockey d une masse de 0,42 kg glisse sur la glace à une vitesse constante sur le bâton d une joueuse qui la pousse avec une force constante de 2,75 N. Quel est le coefficient de friction de la glace? 4. Mario lance une roche verticalement vers le bas à une vitesse initiale de 12,0 m/s du toit d un édifice à 30,0 m au dessus du sol. Combien de temps la roche prend-elle à frapper le sol? 5. Un canon est immobile sur une surface sans frottement. Il tire horizontalement une balle de 72,0 kg à 61,1 m/s vers la droite. Le vecteur vitesse du canon après avoir tiré est 12,5 m/s vers la gauche. Quelle est la masse du canon? 6. Simon effectue un travail de 535 J pour tirer un wagon. La poignée fait un angle de 30,0 par rapport à l horizontale et il tire avec une force de 57,0 N. Quelle distance couvre-t-il? 7. Paul accélère sur son vélo, passant d une vitesse de 7,8 m/s à 12,1 m/s. Combien de travail Paul a-t-il dû faire, si sa masse est de 68,0 kg? 8. Comment un objet peut-il bouger à vitesse constante mais encore avoir une accélération? (a) Si on lui applique une force constante. (b) S il décélère et accélère dans un mouvement soudain. (c) S il bouge verticalement vers la haut, comme dans un ascenseur. (d) S il bouge avec un mouvement circulaire. 9. Sur un manège au parc d attractions, Jérôme (m = 45 kg) a fait 8 tours en 60 secondes. Il était situé à 2,5 m du centre de révolution. Quelle est son accélération centripète? 10. Quelle distance sépare la Terre et le Soleil si force gravitationnelle entre les deux est de 3,55x10 22 N? 11. Quelle est la vitesse de libération de la Terre? 12. À quelle distance du centre de la Lune ressentirais-tu une accélération gravitationnelle équivalente à 10 % de celle de la Terre? 13. Deux sphères identiques et chargées sont tenues à 50,0 cm l une de l autre se repoussent avec une force de 3,3 N. Quelle est la charge d une des sphères? 14. Quelle est la grandeur du champ électrique net situé à mi-chemin entre les sphères du n o 13? 15. Le potentiel électrique à une distance de 0,80 m d une charge est de 2,50 x 10 4 V. Quelle est la valeur du champ électrique en ce point?

2 16. Un courant de 3,27 A passe dans un fil de cuivre pour 20,0 minutes. Combien d électrons passent par un point quelconque du fil pendant ce temps? 17. Un fil 30 m de long ayant un rayon de 0,004 m a une résistance de 15. Quelle est la résistivité du matériel? 18. Si on plaçait un voltmètre en parallèle avec R 1 dans le circuit en série ci-dessous, qu est-ce que le voltmètre indiquerait? V0 = 16 V I0 V2 = 5,0 V R1 = Quelle est la puissance dissipée dans R 2 du circuit au n o 18? 20. Quelle est la grandeur de R eq du circuit ci-dessous si R 1 = 5,0 et R 2 = 6,0? I0 R1 R2 21. Si le courant qui part de la batterie au n o 20 est 3,0 A, quelle est la tension de la batterie? 22. Quel est le champ magnétique à l intérieur d un solénoïde de 260 spires/cm, parcouru par un courant de 1,5 A? 23. Une particule alpha (q = +3,2 x C et m = 6,67 x kg) a un mouvement circulaire dans un champ magnétique perpendiculaire de 0,080 T. Elle bouge à une vitesse de 2,0 x 10 5 m/s. Quelle est la grandeur de la force centripète qui agit sur la particule? 24. En insérant un aimant droit dans une bobine de 260 tours, on induit une force électromotrice de 4,5 V en 0,17 secondes. Quel est le changement dans le flux magnétique que ressent la bobine? 25. Un transformateur fait fonctionner train électrique sous une tension de 15,0 V. La bobine primaire du transformateur contient 120 spires et la bobine secondaire, 15 spires. Quelle est la tension fournie dans la bobine primaire? 26. Une Volkswagen Jetta se déplaçant avec une accélération constante parcourt la distance entre deux poteaux d électricité séparés d une distance de 60,0 m en 6,00 s. La vitesse de la voiture lorsqu elle passe le deuxième poteau est 15,0 m/s. a. Quelle était la vitesse de la voiture lorsqu elle a passé le premier poteau?

b. Quelle est l accélération de la voiture? c. Si la voiture est démarrée du repos, à quelle distance du premier poteau la voiture a-t-elle débuté son trajet? 27.

Le plancher exerce une force de 125 N sur la caisse qui oppose le mouvement de la caisse. hrw p.103 a. Calcule l accélération de la caisse si sa masse est 310 kg. b.

3 b. Quelle est l accélération de la voiture? c. Si la voiture est démarrée du repos, à quelle distance du premier poteau la voiture a-t-elle débuté son trajet? 27. Liam tire une caisse le long d un plancher par une corde, comme le démontre la figure. Il exerce une force de 450 N sur la corde, qui est inclinée à 38 au dessus de l horizontale. Le plancher exerce une force de 125 N sur la caisse qui oppose le mouvement de la caisse. hrw p.103 a. Calcule l accélération de la caisse si sa masse est 310 kg. b. Calcule l accélération de la caisse si son poids est 310 N. 28. Une boîte repose sur une surface glissante, alors Micheline doit la tenir en place avec une corde, attachée à un mur. La masse de la boîte est 125 kg. 25 a. Sur la figure, trace un diagramme vectoriel démontrant toute les forces agissant sur le chariot. b. Calcule F g, F N, F, F et la tension de la corde. c. Si on coupait la corde, que serait l accélération de la boîte? 29. Lors du tournage d un film, un acteur doit courir et sauter du toit d un édifice à un autre, comme le démontre la figure.

4 a. S il court à une vitesse de 4,50 m/s, montre qu il lui sera impossible de sauter au toit du deuxième édifice. b. À quelle vitesse horizontale minimale devrait-il courir afin de pouvoir couvrir la distance de 6,2 m? 30. Une pierre est lancée vers une falaise d une hauteur h avec une vitesse initiale de 42,0 m/s à 60,0 au-dessus de l horizontale, comme le démontre la figure. La pierre frappe le point A 5,50 secondes après avoir été lancée. a. Trouve la hauteur h de la falaise. b. Trouve la portée de la balle. c. Trouve la hauteur maximale H atteinte par la pierre. 31. Une bombe d une masse de 8,0 kg roule sur un plancher à 2,0 m/s vers le nord. Soudainement, elle explose en deux morceaux de 4,0 kg chacun : l un d eux vers le nord à 4,0 m/s. Quelle est la vitesse vectorielle du deuxième morceau après l explosion? 32. Juliette, faisant semblant de jouer dans la jungle, attache un corde à une branche d arbre. La masse de Juliette est de 40,0 kg et, courant à une vitesse de 6,5 m/s, elle empoigne la corde et se soulève du sol. a. Quelle est la hauteur maximum qu elle peut atteindre? b. Quelle est sa vitesse lorsqu elle est à une hauteur de 1,0 m? 33. Un vautour de 5,0 kg suit un trajet circulaire d un diamètre de 35,0 m au-dessus d une carcasse dans le désert africain. Le vautour prend 13 s à compléter un tour complet. a. Trouve la vitesse à laquelle le vautour vole. b. Quelle est l accélération centripète du vautour? c. Quelle est la grandeur de la force que l air doit fournir pour qu il maintienne un trajet circulaire? 34. La NASA lance le satellite New Horizon (m = 621 kg) en orbite autour de la Terre. Le satellite subit une variation dans son énergie potentielle gravitationnelle de 2,80x10 9 J. À quelle hauteur par rapport à la surface terrestre le satellite orbite-t-il?

5 35. Étant donné la disposition de charges, comme dans la figure ci-dessous, où q A = +5,5 x 10-6 C, q B = -3,6 x 10-6 C et q C = +6,5 x 10-6 C, trouve la force résultante sur C (grandeur et orientation). A 3,0 cm C 4,0 cm B 36. Entre deux plaques parallèles de charge opposée, un proton (q = +1,6 x C) est placé à mi-chemin entre les plaques et ressent immédiatement une force vers le bas de 9,77 x 10-4 N. Les plaques métalliques sont distantes de 6,3 m. a. Quelle est la grandeur et l orientation du champ électrique entre les plaques? b. Quelle est l énergie potentielle électrique du proton à mi-chemin entre les plaques? c. Quelle est la différence de potentiel entre les plaques? d. À quelle vitesse frappera-t-elle la plaque qui l attire? 37. Soit le circuit ci-dessous, comportant 3 résistances. La tension de la batterie est V 0 = 24,0 V. V0 I0 R1 = 4,0 R2 R3 R1 R2 = 5,0 R3 = 10,0 a. Quelle est la valeur de la résistance équivalente du circuit ci-dessous? b. Quelle est la chute de potentiel de R 3? c. Quelle est la valeur du courant qui passe par R 2? d. Où pourrais-tu placer un ampèremètre dans ce circuit afin de mesurer le courant qui passe dans R 1? e. Quelle est la puissance dissipée dans R 1?

6 38. Deux fils parallèles sont parcourus de courants identiques, mais en sens opposés. Ils sont distants de 3,5 cm et longs de 2,0 m. I1 I2 P l = 2,0 m 3,5 cm a. Si la force qui repousse ces fils est de 3,5 x 10-2 N, quelle est la grandeur du courant qui passe par ces fils? b. Quelle est la grandeur et l orientation du champ magnétique au point P, à 1,0 cm à la gauche du fil 1. c. À quel endroit à la gauche de ces deux fils devrait-on placer un troisième fil parcouru d un courant identique (orienté vers le haut) afin que le champ magnétique au point P devienne zéro?

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