NOM : TPROE SUJET 1
INTERROGATION N°2 SUR SOLIDE EN TRANSLATION (SUR 10 – 20 MINUTES)
DANS LES 2 EXERCICES, PRENDRE g = 10 N/kg ET ARRONDIR A 0,01 PRES EXERCICE 1. (SUR 5)
Une moto de 155 kg est arrêtée. Au démarrage, elle est propulsée par une force constante dont la composante horizontale a une intensité de 600 N.
1) Faire l'inventaire des forces qui agissent sur la moto.
P : poids, vertical, vers le bas, de valeur 1550 N (0,5)
R : réaction du sol, verticale, vers le haut, de valeur inconnue (0,5)
FP : force de propulsion, horizontale, dans le sens du mouvement, de valeur 600 N. (0,5) 2) En appliquant le principe fondamental de la dynamique, calculer l'accélération prise par l'automobile.
F====ma Donc PR FP====ma (0,5)
Sur l'axe horizontal (x'Gx), on projette et on obtient : FP = m ax (0,25) soit 600 = 155 ax (0,25) soit ax====600
155 = 3,87 (0,5)
3) Quelle est la nature du mouvement ? MRUA (0,5)
4) Calculer la vitesse en m/s atteinte à l'instant t = 5 s et t = 10 s.
v = at + v0 (0,25) or au démarrage, v0 = 0 donc v = 3,87t (0,25) v(5) = 3,87*5 = 19,35 m/s (0,5)
v(10) = 3,87*10 = 38,7 m/s (0,5)
EXERCICE 2. (SUR 5)
Un skieur de masse 65 kg remonte une pente de 30°, tiré par une perche de téléski. Sa vitesse est constante et égale à 8 km/h. La perche fait un angle de 45° avec la pente. La réaction du sol sur le skieur est perpendiculaire au sol et les forces de frottement sont négligées.
1) Dessiner la situation. (1)
2) Faire l'inventaire des forces appliquées au skieur.
P : poids, vertical, vers le bas, de valeur 650 N (0,5)
R : réaction du sol, oblique de 30° par rapport à la verticale, vers le haut, de valeur inconnue (0,5)
FT : force de traction, oblique de 75° par rapport à l'horizontale, dans le sens du mouvement, de valeur inconnue. (0,5)
3) Écrire la relation fondamentale de la dynamique.
F====ma Donc PR FT====ma (0,5) 4) Projeter les vecteurs sur la pente
Sur l'axe (x'Gx), -Psin30 + FTcos45 = max (1)
5) Calculer la valeur de la force de traction exercée par la perche sur le skieur.
soit -650sin30 + FTcos45 = 0 car MRU (vitesse constante) (0,5) donc FT====650sin30
cos 45 ====459,62 N (0,5)
45°
x' 30°
x
P
R FT
NOM : TPROE SUJET 2 INTERROGATION N°2 SUR SOLIDE EN TRANSLATION (SUR 10 – 20 MINUTES)
DANS LES 2 EXERCICES, PRENDRE g = 10 N/kg ET ARRONDIR A 0,01 PRES EXERCICE 1. (SUR 5)
Une moto de 205 kg est arrêtée. Au démarrage, elle est propulsée par une force constante dont la composante horizontale a une intensité de 700 N.
1) Faire l'inventaire des forces qui agissent sur la moto.
P : poids, vertical, vers le bas, de valeur 2050 N (0,5)
R : réaction du sol, verticale, vers le haut, de valeur inconnue (0,5)
FP : force de propulsion, horizontale, dans le sens du mouvement, de valeur 700 N. (0,5) 2) En appliquant le principe fondamental de la dynamique, calculer l'accélération prise par l'automobile.
F====ma Donc PR FP====ma (0,5)
Sur l'axe horizontal (x'Gx), on projette et on obtient : FP = m ax (0,25) soit 700 = 205 ax (0,25) soit ax====700
205 = 3,41 (0,5)
3) Quelle est la nature du mouvement ? MRUA (0,5)
4) Calculer la vitesse en m/s atteinte à l'instant t = 8 s et t = 12 s.
v = at + v0 (0,25) or au démarrage, v0 = 0 donc v = 3,41t (0,25) v(5) = 3,41*8 = 27,28 m/s (0,5)
v(10) = 3,41*12 = 40,92 m/s (0,5)
EXERCICE 2. (SUR 5)
Un skieur de masse 75 kg remonte une pente de 30°, tiré par une perche de téléski. Sa vitesse est constante et égale à 8 km/h. La perche fait un angle de 45° avec la pente. La réaction du sol sur le skieur est perpendiculaire au sol et les forces de frottement sont négligées.
1) Dessiner la situation. (1)
2) Faire l'inventaire des forces appliquées au skieur.
P : poids, vertical, vers le bas, de valeur 750 N (0,5)
R : réaction du sol, oblique de 30° par rapport à la verticale, vers le haut, de valeur inconnue (0,5)
FT : force de traction, oblique de 75° par rapport à l'horizontale, dans le sens du mouvement, de valeur inconnue. (0,5)
3) Écrire la relation fondamentale de la dynamique.
F====ma Donc PR FT====ma (0,5) 4) Projeter les vecteurs sur la pente
Sur l'axe (x'Gx), -Psin30 + FTcos45 = max (1)
5) Calculer la valeur de la force de traction exercée par la perche sur le skieur.
soit -750sin30 + FTcos45 = 0 car MRU (vitesse constante) (0,5) donc FT====750sin30
cos 45 ====530,33 N (0,5)
45°
x' 30°
x
