Chap 4: Les trois lois de Newton - La quantit´ e de mouvement

TP de physique - s´ eance 3

Chap 4: Les trois lois de Newton - La quantit´ e de mouvement

Questions pour r´ efl´ echir:

Q6. p.144.

^{LebombardierB-17delaSeondeGuerreMondiale(Fig.Q6)lais-}

saittomberun\hapelet"debombes. Expliquerpourquoiellesrestentalignees

entombant.

Q18. p.145.

^{LaFigureQ18illustrelaforeexereesurunebalane}eletronique, lorsqu'unepersonnede72,6kgsautevertialementsursonplateau. Lapersonne

etaitdebout,s'estaroupie,s'estredresseeet asaute. Laforeenregistreeest

ladierene entre laforenormale (perpendiulaire auplateau)exereesur le

plateau et le poids de la personne. C'est pourquoila fore est nulle avant le

saut. Expliquezommentvouspourriezutiliser e graphiquepourdeterminer

lavitessedelapersonnelorsqu'elleasaute.

Exercices:

INERTIE / NOTION DE FORCE

3. [I] p.147.

Mar-Antoineetendusursaouhesomnolelabouheouverteet tourneeversleplafond. Cleop^atres'approhe,mutine,a2,2136m/s,unegrappe

a lamain et l^aheun grain deraisin d'une hauteurde 1,0000 mau-dessus de

labouhe deMar-Antoine.

A quelledistane de e dernierdoit-elle l^aher le

raisinpourqu'ilatterrissejustedanssabouhe? Negligerlaresistanedel'air

et prendre

g

^=9,8000m/s

²

^.

(5.) [I] p.148.

^{Une balle,tiree} vertialementenl'air, atteintune hauteurde 110 m. Comparerave lavaleur theorique,obtenueennegligeantlaresistane

del'air,sahantquelavitesseinitialedelaballeestde405m/s? Expliquerla

dierene.

13. [I] p.148.

^{OntiresurlesdeuxordesattaheesaurohetdelaFig.P13}

avedesforesde100Net 200N.Quelest lemoduleetquelleest ladiretion

delaforequiproduiraitlem^emeeet?

QUANTITE DE MOUVEMENT / ACTION - REACTION

36. [I] p.150.

^{Un marteau de 1 kg frappe un loua lavitesse de 5 m/s et}

rebonditalavitessede1m/s. Supposantquel'impatadure1ms,quelleetait

laforemoyenneexereesurlelou?

(35.) [I] p.150.

^{Unjoueur frappeune ballede0,061kg,dontlavitessepasse}

dezeroa20m/s. Pendantl'impat,lejoueursubituneforemoyennede100N.

Quelleetaitladureedel'impat?

59. [II] p.151.

^{Une balletiree dans l'argilemouillee deelere uniformement.}

Uneballede10gvientfrapperunblod'argilea200m/sets'arr^eteapresavoir

traverse20 m;quellefore moyenneexere-t-ellesurleblo? Quellefore de

frottementmoyennel'argile exere-t-ellesur laballe?

(49.) [II] p.151.

^{Le oeur humainpompepres de57 g de sang dansl'aorte}

a haquepulsation, quidure environ 0,1 s. Pendante temps, ette quantite

desangest aelereedel'arr^et aune vitessedel'ordrede50m/s. Calulerla

foremoyennedepropulsionexereesurlesangparleoeur.

63. [II] p.151.

^{Unwagondemasse 10000kgroule}horizontalementa20m/s.

Lorsqu'il passe sous unpont, 10hommes demasse moyenne90 kg se laissent

tomber dans le wagon. Que devient la vitesse du wagon ave ses nouveaux

passagers?

64. [II] p.151.

^{Un astronaute de 90 kg, ottant dans l'espae, porte une}

amerade TV de 1,0 kg et un paquet de batteriesde 10 kg. Il derivevers le

vaisseauspatial. Pouryretournerplusvite,illaned'abordlaamerapuisles

batteries vers l'arriere a lavitesse de 10 m/s. Quel est l'aroissement de sa

vitesseapreshaquelanement?

65. [II] p.151.

^{Un patineur sur glae d'une masse de 55,0 kg, d'abord au}

repos,jetteunebouledeneigedemasse200galavitessede20,0km/hdansune

diretionhorizontale. Negligeantlesfrottements,derireendetaillemouvement

resultantdupatineur.

33. [II] p.150.

^{Lemoteurd'unefuseeejete1000kgdegazparseondeaune}

vitessede2km/s. Calulerlapousseedeemoteur. Qu'est-equifaitavaner

lafusee?

(75.) [III] p.152.

^{Lorsd'un entra^nementenAlaskaen1955,un}parahutiste ameriain a saute d'une altitude de 366 m, mais il n'a pas pu ouvrir son

parahute. On l'atrouve, vivant etetendusur ledosdans unratereprofond

de 110m danslaneigeaveune fraturepartielle delalaviule. Calulerla

fore moyennequiagissaitsurluiquand il s'enfonaitdans laneige. Supposer

queladeelerationetaitonstante,quesamasseetaitde90kgetquesavitesse

limiteetait193km/h.

QUESTION DE L’EXAMEN D’AOUT 2007

Un wagon-iternepesant 4 tonnesestrempli de30 m

3

d'eau. Il est lanea la

vitesse de 6 km/h sur une voie de hemin de fer horizontale. On ouvre une

vanne situee sous le wagon et l'eau s'eoule a raison de 10 litrespar seonde.

Quelle est lavitesse du wagon apres 1 minute? Onnegligetous leseets de

frottement.

QUESTION DE L’EXAMEN D’AOUT 2006

Au portdeBruxelles, unwagonouvertde 3000kg roulea l'horizontale, aune

vitesse onstante de5,4 km/h. Ilpasse sousuntapisroulant,quile hargede

12tonnesdesable. Quelleserasavitesselorsqu'ilseraharge? Onnegligeles

frottements.

QUESTION DE L’EXAMEN D’AOUT 2005

Une grenade suspendue a un l explose en trois fragments. Le premier, qui

a une masse de40 g, part horizontalement vers lagauhe ave une vitesse de

100 m/s. Le deuxieme, d'une masse de 80 g, part horizontalement vers la

droite enfaisantun angle de 60

o

(omptedans le sens trigonometrique) ave

ladiretion dupremier, egalementave une vitessede 100 m/s. Lamasse du

troisiemeetantde40g,quellessontlagrandeurdesa vitesseetsadiretion?