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Exercice 1
un solide (S) de masse m=100g se déplace dans plan horizontal et soumit à une force constante T le long de la trajectoire AB, puis il se déplace dans plan incliné (BC) d’un angle
300
. On considère que les forces de frottement sont équivalentes à une force f
d’intensité f=0,5N et de sens opposé au sens de mouvement.
Le mouvement de (S) le long de la trajectoire (AB) est rectiligne uniforme V = 5 m.s-1.
1- Faire le bilan des forces appliquées à (S) le long de la trajectoire (AB).
2- On appliquant le théorème de l’énergie cinétique à (S) pendant le déplacement de A vers B calculer le travail de la forceT, et déduire son intensité.
3- Calculer P(f) la puissance des forces de frottement long de trajectoire (AB).
4- On supprime la forceT pendant le déplacement de B vers C, le solide poursuit son mouvement jusqu’à ce qu’il s’arrête au point C avec BC=1,25m. On considère le niveau horizontal passant par B comme niveau de référence de l’énergie potentielle.
4-1- Faire le bilan des forces appliquées à (S) le long de la trajectoire (BC).
4-2- Calculer l‘énergie mécanique de (S) au point B et C.
4-3- En déduire le travail de la force R appliquée par le plan incliné sur (S).
4-3- Calculer l’intensité de la force de frottementf . Exercice 2
On considère un solide (S) de dimensions très petites sa masse m=200g .le solide (S) se déplace dans une trajectoire ABCD (voir la figure) avec AB=2m et 600et r 0,5m. On considère le niveau horizontal passant par C comme niveau de référence de l’énergie potentielle (zC 0).
1- Donner l’expression littérale des cotes zA ، zB و zD et calculer leurs valeurs.
2- On lâche le solide (S) du point A sans vitesse initiale, calculer EM( )A l’énergie mécanique au point A.
3- Calculer l’énergie potentielle et l’énergie mécanique de (S) au point B.
4- Calculer la vitesse de (S) au point D.
5- L’expérience à montrer que la valeur de R
égale à trois sur quatre de la valeur obtenue.
Calculer le travail de la force R appliquée par la surface de la trajectoire sur (S) pendant le déplacement de A vers B.
Exercice 3
On lance d’un point A un solide (S) de masse m=5kg avec une vitesse initiale VA8 .m s1 sur un rail ABCDE situé dans un plan vertical. Le rail comporte quatre parties :
- Partie AB : arc d’un cercle de rayon r=3m et la position de B repérée par l’angle 30 . -Partie BC : rectiligne et inclinée d’un angle 30 par rapport à l’horizontal et BC=2,4m -Partie CD : rectiligne et horizontal et CD=2m.
Série d’exercice :
Travail et Energie potentielle de pesanteur- Energie mécanique Année scolaire
2019-2018 1Bac.Sc.Fr
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-Partie DE : rectiligne et incliné d’un angle 30 par rapport à l’horizontal et DE=2 m . On considère le niveau horizontal passant par A comme niveau de référence de l’énergie potentielle.
1- On considère que les frottements sont négligeables.
1-1- Calculer les cotes zB , zC, zDet zE
1-2- Calculer le travail du poids de (S) pendant le déplacement de A vers E.
1-3- Déterminer la vitesse VE de (S) au point E.
1-4- En appliquant le principe de conservation de
l'énergie mécanique, déterminer la vitesse VC de (S) au point C.
2- On considère que les frottements ne sont
pas négligeables le long de la trajectoire CD et équivalents à une force f
constante et
tangentielle à la trajectoire CD et de sens opposé au sens du mouvement. On relance le solide (S) du point A avec une vitesse VA 8 .m s1 , il arrive au point D avec une vitesse VD 4 .m s1. 2-1- Déterminer l’intensité de la force f .
2-2- Déterminer la cote zF du point F auquel le solide s’arrête.
Exercice 4
On pose sur un plan incliné d’un angle 10 par rapport à l’horizontale un solide (S) de masse m=200g et on le lance depuis le point O vers le haut avec une vitesse initialeV0 , le solide glisse suivant la ligne de plus grande pente en passant par le point A et B respectivement avec la vitesse VA1,175 .m s1 et VB 0, 725 .m s1 .On donne : OA11cm et
20 AB cm .
1-Calculer la variation de l’énergie cinétique C A B
E
entre A et B.
2- Calculer le travail de (S) lors du déplacement de A vers B.
3- En appliquant le théorème de l’énergie cinétique, déterminer le travail de la force R
appliquée par le plan incliné sur (S) lors du déplacement de A vers B.
4- Déduire, en justifiant votre réponse, la nature du contact entre le plan incliné et (S).
5- Calculer l’intensité de la force de frottement f
que l’on considère constante et tangentielle à la trajectoire.
6- Sachant que l’angle de frottement statique est 35 , déduire la valeur deR
.
7- Déterminer la distance d à partir du point A que le solide parcourt avant de s’arrêter au point C.
8- Déterminer la valeur de vitesse initialeV0.
9- On considère le niveau horizontal passant par A comme niveau de référence de l’énergie potentielle. Déterminer l’énergie mécanique de (S) aux positions A et B. Que peut-on en conclure ?
10- Calculer l’énergie perdue sous forme de chaleur entre A et B.
