Physique générale
Exercices 1ère année
Premier Semestre
Série 3
Exercice 4-7
Un cycliste exerce, sur la pédale de son vélo, une force F dirigée vers le bas et valant 100 N (Figure ci-dessous).
(a) Trouver la grandeur et la direction des mo- ments pour chaque position indiquée.
(b) A quelle position correspond le moment maximum ?
Exercice 4-13
Des enfants, dont les poids valent w1 et w2, sont en équilibre sur une balançoire (une bas- cule). Le poids w de la balançoire peut être considéré comme appliqué au centre de gra- vité. Celui-ci se trouve directement au-dessus du point d'appui.
(a) Exprimer, en fonction dew1 et de w2, la force exercée par le point d'appui.
(b) Evaluer le rapportx2/x1des positions des enfants par rapport au point d'appui.
Exercice 4-17
L'avant-bras d'une femme a une masse de 1.1 kg et la partie supérieure du bras a une masse
de 1.3 kg.
Lorsqu'elle a le bras tendu, le centre de gra- vité de l'avant-bras est à 0.3 m de l'articulation de l'épaule et le centre de gravité de la partie supérieure du bras est à 0.07 m de ce point.
Où se trouve le centre de gravité du bras en- tier par rapport à l'articulation de l'épaule ?
Exercice 4-49
Le dessus d'une table à quatre pieds a une masse de 20 kg et 1 m de côté. Les pieds se trouvent aux quatre coins et ont une masse de 2 kg chacun. Les dimensions de la table sont re- prises dans la gure ci-dessous. Pour quelle va- leur de l'angleθ la table va-t-elle basculer ?
Theta 0.8 m
Exercice 4-52
La molécule d'ammoniac (N H3) est un té- traèdre où les trois atomes d'hydrogène (H) forment la base et l'atome d'azote (N) le som- met. Les atomes d'hydrogène sont distants de 1.64 Å (1 Å =10−10 m). L'atome d'azote se trouve à 3.8 Å au dessus de la base. Où se trouve le centre de gravité de la molécule par rapport à l'atome d'azote ? (La masse de l'azote est 14 fois supérieure à celle de l'hydrogène.)
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Physique générale
Exercices 1ère année
Premier Semestre
Série 4
Exercice 5-35
Une voiture en accélération uniforme part du repos et atteint la vitesse de 20 ms−1 en 15 s.
Les roues ont un rayon de 0,3 m.
(a) Que vaut la vitesse angulaire nale des roues ?
(b) Que vaut l'accélération angulaire des roues ?
(c) Que vaut le déplacement angulaire pen- dant l'intervalle de temps de 15 s ?
Exercice 5-38
Deux roues de massemont pour rayonR. La roue A est un disque homogène et la roueB a toute sa masse concentrée dans la jante. Trouver le rapport des moments d'inertieIB/IA.
Exercice 5-52
Dans le modèle simple de l'atome d'hydro- gène, le rayon de l'orbite électronique circu- laire vaut 5,29·10−11 m. La force électroma- gnétique exercée sur l'électron est F = ker22, où k = 9×109N m2C−2, et la charge de l'électron e= 1.6×10−19C. Trouver :
(a) l'accélération de l'électron,
(b) le nombre de révolutions eectuées par se- conde.
Exercice 5-75
Deux billes de plomb ayant chacune une masse m = 5 kg ont leurs centres distants de r=1 m.
(a) Un atome de plomb possède 82 électrons et une masse de3,44·10−25 kg. Combien d'atomes et d'électrons y a-t-il par bille ? (b) Quelle fraction des électrons doit-on trans-
férer d'une bille à l'autre pour que les forces d'attraction gravitationnelle et élec- trique soient égales ? (négliger la masse des électrons transférés)
Exercice 5-78
Le rayon de l'orbite lunaire vaut R= 3,84·105 km et la période lunaire vaut T=27.3 jours.
(a) Trouver l'accélération de la lune al. (b) L'accélération gravitationnelle à la surface
de la Terre vaut g= 9,81 ms−2. Le rayon terrestre vautRT = 6380km. En utilisant la dépendance en1/r2 de la force gravita- tionnelle, quelle serait l'accélération gravi- tationnelleg0à une distance égale au rayon de l'orbite lunaire ?
(c) Comparerg0 etal.
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