Exercices Cinématique 3

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1 Exercices Cinémaique 3 1. Quelle différence y a--il enre la viesse insananée e la viesse moyenne? 2. Parmi les objes suivans, lesquels pourraien avoir une viesse moyenne idenique à leur viesse insananée? (on néglige le froemen) a. Un ballon qui roule sur un plancher b. Une bille qui ombe vericalemen c. Un flocon de neige qui ombe à viesse consane d. Une boule de quille qui es en mouvemen dans l allée e. Une rondelle sur la glace qui approche du bu f. Un cyclise qui se laisse aller en descendan une pene. 3. Trouvez 2 exemples des cas suivans : a. Mouvemen reciligne uniforme MRU (viesse consane) b. Mouvemen reciligne uniformémen accéléré MRUA (accéléraion consane) 4. Lequel, parmi les graphiques suivans, décri correcemen une chue libre? Les exercices suivans se rapporen à la chue d un obje 5. Tracez un graphique héorique de la posiion en foncion du emps d un corps en chue libre à parir du repos. 6. Tracez le graphique héorique de l accéléraion de ce obje en foncion du emps, oujours en chue libre à parir du repos. Les Numéros 7, 8 e 9 se rapporen aux données suivanes : Un bloc glisse sans froemen, à parir du repos, sur un plan incliné qui fai un angle de 31 degrés avec l horizonale e a une accéléraion consane de 5, m/s 2. Il aein le bas du plan incliné en 2, s. 7. Quelle es la viesse d arrivée au bas du plan? 8. Quelle es la haueur de l exrémié du plan? 9. Quelle serai la viesse d arrivée si le bloc avai une masse du double de la sienne?

2 1. Le graphique suivan décri la variaion de la viesse en foncion du emps d un mobile en mouvemen le long d un plan incliné. a. Tracez le graphique de la posiion du mobile en foncion du emps. b. Quelle es la longueur du plan incliné? Les quesions 11 à 13 se rapporen à la siuaion suivane : Une voiure roule pendan 3, s sur le plan horizonal à une viesse consane de 1, m/s, puis raleni au aux consan de,5 m/s 2 pour finalemen arrêer après 2s. 11. Tracez les graphiques de l'accéléraion, de la viesse e de la posiion de la voiure en foncion du emps. 12. Quelle disance oale la voiure a--elle parcourue? 13. Quelle a éé la viesse moyenne de la voiure pour ou le raje? 14. Louis lance un cri à Valérie siuée de l aure côé d une rivière large de 3 m. Après combien de emps Valérie enendra--elle le son de la voix de Louis? 15. Lors d un orage, vous enendez le onnerre 4, s après avoir perçu un éclair enre un nuage e le sol. À quelle disance de vous la foudre a--elle frappé? 16. Bénédic es immobile sur son vélo. Au momen où Israël, roulan à une viesse consane de 1 m/s, arrive à sa haueur, Bénédic par e accélère au aux consan de 2, m/s 2. Après combien de emps Bénédic rarapera--il Israël? 17. Une auo roule derrière un camion à une viesse consane de 1 m/s. Pour dépasser, le conduceur accélère uniformémen pendan 5, s e aein une viesse de 3 m/s. a. Quelle a éé l'accéléraion de la voiure? b. Quelle disance a--elle franchie pendan ces 5 secondes? c. Quelle disance la sépare du camion si celui-ci a mainenu sa viesse consane? 18. Vous êes sur le ablier du Pon de Québec e vous désirez connaîre la viesse du couran. Proposez un moyen d évaluer cee viesse à parir de vos connaissances du mouvemen. 19. Vous êes sur le oi d un édifice e vous désirez en évaluer la haueur. Proposez une façon de procéder, basée sur vos connaissances de la chue des corps. Donnez un exemple. 2. Une balle lancée vers le hau à parir du sol aein une haueur maximale de 2 m. Trouvez (a) sa viesse iniiale, (b) le emps qu il fau pour aeindre la haueur maximale, (c) sa viesse juse avan de oucher le sol, (d) à quel insan se rouve--elle à 15 m du sol?

3 21. En sepembre 1988 à Séoul, Karl Lewis a éabli un nouveau record du monde en couran le 1m en 9,92 s. Quelle éai sa viesse moyenne? 22. À parir du graphique suivan, déerminez la viesse insananée à a. 2 s b. 5 s c. 8 s d. Quelle siuaion pourrai êre représené par ce graphique? s (m) Disance en foncion du emps (s) 23. On lance une balle de base-ball à 3 m/s. Elle es frappée e acquier une viesse de 4 m/s dans la direcion opposée. Si la balle e le bâon resen en conac pendan,4 s, quelle es l accéléraion moyenne de la balle? 24. Lors du championna naional de course d accéléraion de la NHRA, à l éé 1988, Shirley Muldowney réussi à parcourir,4 km en 5,4 s en paran du repos. À la fin de sa course, sa viesse éai de 41 km/h. Déerminez : a) sa viesse moyenne, b) son accéléraion moyenne 25. D après le graphique de v en foncion de suivan, déerminez : a. le ou les insans où la paricule es au repos. b. à quel insan, le cas échéan, le mouvemen de la paricule change-il de sens, c. l accéléraion moyenne enre 1 e 4 s, d. l accéléraion insananée à 3 s e. le déplacemen oal enre e 6 secondes f. la viesse moyenne enre e 5 secondes.

4 26. Les données suivanes pour une corvee on éé publiées dans le numéro de novembre 1986 de la revue Car and Driver. v (km/h) : (s) : 1,9 2,6 3,7 4,7 6,3 7,6 9,8 11,6 14, 19,2 (a) Tracez le graphique de v en foncion de. (b) Quelle es l accéléraion moyenne (en m/s 2 ) enre les deux premiers relevés? (c) Si la valeur rouvée en (b) éai mainenue, combien de emps faudrai-il pour aeindre 12 km/h? 27. Une balle sor à 9 m/s du canon de 6 cm d une carabine Wincheser. Déerminez (a) son accéléraion, (b) la durée du raje dans le canon. 28. Un rain a une longueur de 44m. l avan du rain se rouve à1m d un poeau. Il accélère à raison de,5 m/s 2 à parir du repos. (a) Combien de emps lui fau-il pour passer devan le poeau? (b) À quelle viesse l avan e l arrière du rain passen-ils devan le poeau? 29. Un cyclise roule iniialemen à 12 m/s. Il parcour 32 m pendan les 4 secondes suivanes. Déerminez (a) Son accéléraion (b) sa viesse après 4 secondes. 3. De l eau jailli vericalemen d un uyau placé au niveau dus sol e aein une haueur de 3,2 m. (a) À quelle viesse sor-elle du uyau? (b) Pendan combien de emps une goue d eau rese-elle en l air?

5 Corrigé 1. La différence réside dans l inervalle de emps. La viesse moyenne es la disance parcourue en un inervalle de emps appréciable. La viesse insananée es la disance parcourue en un laps de emps qui end vers zéro. 2. a, c, d, e 3. a) Une goue de pluie, une pierre de curling, parachuise 4. b b) Un obje qui ombe (au débu de sa chue), un obje lancé dans les airs, une voiure qui freine consammen, un cyclise qui descend une côe. 5. s 6. a 9, m/s 8. 5,2 m 9. S il n y a pas de froemen, la viesse es la même (1 m/s) 1. a) b) 6,25m 11. a v s

6 12. 4, m 13.,8 m/s 14.,9 s 15. 1,3 km s 17. a) 4, m/s 2 b) 1m c) 5m 18. On pourrai suivre le déplacemen d un obje floan. On mesure le emps que l obje prend pour raverser la largeur du pon. On mesure la lrgeur du pon. On divise la largeur par le emps. 19. On laisse omber un obje dense du hau du oi e on mesure le emps de chue. 2. a) 19,87 m/s b) 2,1 s c) -19,87 m/s d) à 1s e 3,1s 21. 1,8 m/s 22. a) 2m/s b),19 m/s c) -2,66 m/s d) un obje qui mone e redescend, une auo qui freine, arrêe e revien en marche arrière m/s a) 74,1 m/s b) 21,1 m/s a) e 3 s b) à 3s c) 2 m/s 2 d) pene = 4m/s 2 e) 4m f) m/s 26. a) b) 1,94 m/s 2 c) 17,18s 27. a) a= 675 m/s 2 b),13s 28. a) 4s b) avan 1 m/s arrière 12 m/s 29. a) -2m/s 2 b) 4 m/s 3. a) 7,92 m/s b) 1,6 s

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