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5ème Exercices d'intégration : Physique Mars 2020 Les mouvements et le principe fondamental de la dynamique
1) Complète les phrases suivantes :
Dans un mouvement uniforme, l'intensité du vecteur ... est ... . Si la trajectoire est une droite, le mouvement est ... .
Dans un mouvement rectiligne uniforme, le vecteur ... est un vecteur constant.
Dans un mouvement rectiligne uniformément varié, le vecteur vitesse instantanée est ...
à la trajectoire au point considéré.
Dans un mouvement circulaire, la trajectoire est un ...
Dans un mouvement circulaire uniforme, le vecteur vitesse est ... à la trajectoire au point considéré.
Dans un mouvement circulaire uniforme, la ... du vecteur vitesse est constante ; la ... du vecteur vitesse change à chaque instant.
2) Sans frottement, un mobile tiré avec une force constante avance :
3) 3) A partir du graphique représenté ci-dessous,
a. Identifie, à l'aide d'une justification précise, le type de mouvement qui caractérise les trois premières phases;
b. Calcule le déplacement total entre le moment où le mobile démarre et la fin de la troisième phase;
c. Précise les caractéristiques du vecteur accélération du mobile au cours de chacune des trois premières phases ;
d. Précise les caractéristiques du vecteur force agissant sur le mobile au cours de chacune des trois premières phases..
o avec un mouvement uniforme animé d'une vitesse qui dépend de la valeur de la masse qui le tire
o avec un mouvement accéléré ; o avec un mouvement uniformément
accéléré.
2 4) Un objet est immobile sur un plan horizontal. On le soumet à une force horizontale dont l’évolution
au cours du temps est représentée sur le graphique ci-après :
En l’absence de frottement, l’évolution de sa vitesse est représentée par quel graphique ? Choisis la bonne proposition !:
5) En observant l'évolution de la position et l'évolution de la vitesse d’un mobile, on peut dire que le mobile :
6) Un garçon de 70 kg roule à vélo à la vitesse de 23 km/h sur une piste circulaire de 200 mètres de rayon. Que vaut son accélération ? Que vaut la force qui fournit cette accélération ? (a = 0,204 m/s2; F = 14,28 N)
7) Calcule l'accélération produite dans une centrifugeuse tournant à 1000 tours par minute sur une particule se trouvant à 10 cm de l'axe de rotation. (T = 0,06 sec; v = 10,471 m/s ; a = 1096,42 m/s2)
8) Une voiture de course effectue un tour d'un circuit circulaire à la vitesse de 216 km/h. Si la force qui fournit l'accélération centripète est égale au poids de la voiture, que vaut le rayon du circuit ?
(a = 9,81 m/s2; R = v2/a = 366,972 m car Fc = G m x a = m x g a = g )
9) Une masse de 750 g effectuant un mouvement rotatif d’un diamètre d' un mètre est soumise à une force de 20N. Quelle est la vitesse en km/h de la masse ? Combien de tours a été effectués pendant 20 secondes? (a = F/m = 26,666 m/s2; v2 = a x R = 13,333; v =3,651 m/s = 13,143 km/h;
T = 2Rvsec; en 20 secondes la masse a effectué 23,255 tours)
o accélère au début
o s’arrête au bout de 1,2 secondes o à une vitesse de 2 m/s après 3,5
secondes
o a parcouru 2 mètres durant son trajet
o accélère au début
o S’arrête au bout de 1,2 secondes o a une vitesse de 2 m/s après 3,5
secondes
o A parcouru 2 mètres durant son trajet
3 10) La Lune décrit un MCU autour de la terre en 27 jours et 7 heures, le rayon de sa trajectoire est de
384000 km. Calculer sa vitesse linéaire (ou vitesse orbitale).
11) Une force de 3kN est appliquée à une auto de 1,5 tonnes au repos. Quelle sera son accélération et sa vitesse (en km/h) après 5 secondes d’accélération ? (a = F/m = 2 m/s2; v = 10 m/s = 36 km/h)
12) Une auto d'une tonne passe de 36 km/h à une vitesse de 72 km/h en 5secondes. Quelle est la force qui lui est appliquée ? (a = 2 m/s2; F = m x a = 2000 N)
13) Une masse m déposée sur une table horizontale parfaitement lisse est sollicité par une force de 2N.
Calcule la masse sachant que la vitesse acquise après 2 secondes est de 0,77 m/s.
(a = v/t = 0,385 m/s2; m = F/a = 5,194 kg)
14) Les freins d’une auto de 1,5 tonnes peuvent exercer une force de - 4000N. Quel est le temps
nécessaire pour ralentir l’auto de 30m/s à 8 m/s ? Quelle est la distance parcourue pendant ce temps ? (a = F/m = - 2,666 m/s2; t = v/a = 8,252 sec; xt = 156,789 m)
15) Une masse de 10 kg est posée sur une table horizontale. Quelle force constante faut-il lui appliquer pour que la vitesse acquise après 2s soit de 15 km/h sachant que les forces de frottement sont évaluées à 4 N dans la direction du mouvement. (a = v/t = 2,083 m/s2; F = m x a = 24,84N)
16) Une moto roule à la vitesse de 54 km/h et accélère pendant 5 secondes pour atteindre la vitesse de 72 km/h. Calcule la distance parcourue pendant cette accélération ainsi que la force déployée par le moteur de la moto de 200 kg (conducteur compris), si le frottement est négligeable
(xt = 87,5m; F = 200N).
17) Un dragster doit atteindre une vitesse de 144 km/h après un parcours de 30m sur une route horizontale. Dans ce but son moteur exerce une force moyenne de 80 kN. Les frottements valent 1000 N. Calcule la masse de dragster. (t = 1,5 sec; a = 26,666 m/s2; m = 2,96257 T)
18) Un camion de 3 tonnes démarre sur une route horizontale en parcourant 250 m en 30 secondes. Les frottements valent une force constante égale à 12 % du poids du véhicule. Quelle est la force demandée au moteur le long du trajet ? (Fr = 3531,6 N; a = 0,555 m/s2; F = 5196,6 N)
