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4sc5h – Physique : Travail, Puissance, Énergie
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èmepartie : Exercices complémentaires en prévision de l’interro
CONSIGNES :
Comme prévu lors du dernier jour de cours, une interro sur la 3ème partie (W, P, E) sera planifiée à la rentrée. Voici le genre d’exercices que tu dois pouvoir résoudre et qui pourront donc être demandés à l’interro. Étant donné le contexte, nous n’aurons pas le temps de faire les exercices concernant le « Principe de conservation de l’énergie mécanique », comme expliqué dans la deuxième lettre de consignes de travail en période de confinement.
ATTENTION, tu dois cependant pouvoir résoudre des problèmes sur l’énergie cinétique seule ou sur l’énergie potentielle gravifique seule.
SI TU N’AS PAS LA POSSIBILITÉ D’IMPRIMER CE DOCUMENT, résous les exercices sur des feuilles quadrillées sans recopier les énoncés. Numérote bien les exercices !
Résous tous les problèmes suivants en DIFR.
2 1) Un enfant tire un cartable à roulettes sur une distance de 200 m. Il exerce sur celui-ci une force de 50 N d’intensité. Si le cartable est incliné de 40° par rapport au sol, quel travail est produit par la force exercée par l’enfant ?
Réalise un schéma de la situation et résous l’exercice page suivante.
Données Inconnues Formules
Résolution :
R : W = 7660,44 J
3 2) Sur un sol horizontal et dans un moment de fatigue, le skieur se laisse tirer par le chien, dont la laisse forme un angle de 20° sous l’horizontale. Si le chien exerce sur la laisse une force dont l’intensité vaut 200 N et qui produit un travail moteur de 25 kJ, sur quelle distance parviendra-t-il à faire avancer le skieur ?
Réalise un schéma de la situation et résous l’exercice page suivante.
Données Inconnues Formules
Résolution :
R : d = 133,022 m
4 3) Tu es en week-end à la mer, une valise à roulettes à la main. Tu tires ta valise avec une force de 150 N d’intensité sur une distance de 8 m. Le travail effectué est de 300 J. Détermine l’amplitude de l’angle d’inclinaison de la valise par rapport au sol.
Réalise un schéma de la situation et résous l’exercice page suivante.
Données Inconnues Formules
Résolution :
R : 𝛂 = 75,52°
5 4) Classe par ordre d’énergie cinétique croissante :
a) un cycliste de 60 kg qui roule à la vitesse de 43 km/h.
b) une mouche de 0,5 mg volant à la vitesse de 8 km/h.
c) un faucon pèlerin de 600 g qui vole à la vitesse de 180 km/h.
Détaille tes calculs et indique la formule utilisée. Tu n’es pas obligé(e) de résoudre l’exercice en DIFR.
R : ordre croissant : mouche (1,23 10-6J) ; faucon pèlerin (750 J) ; cycliste (4280,093 J)
6 5) Un aigle de 8 kg plane à 500 m d’altitude avec une vitesse de 36 km/h. Que vaut son
énergie mécanique ?
Données Inconnues Formules
Résolution :
R : Emec = Ec + Ep = 400 + 39240 = 39640 J
6) Une voiture de 1600 kg est en panne sur le bord de l’autoroute. Le dépanneur descend le plateau de la dépanneuse qui s’incline selon un angle de 30° par rapport à l’horizontale. Afin de monter la voiture sur le plateau, celle-ci est accrochée à un câble parallèle au plateau. La voiture est tirée sur 2 mètres sur le plan incliné. À la demande du garagiste, l’automobiliste met la voiture au point mort et desserre le frein à main. Si on néglige les forces de frottement entre les roues de la voiture et le plateau :
7 a) Réalise un schéma de la situation et dessine toutes les forces s’appliquant sur la
voiture.
b) Calcule le travail de toutes les forces s’appliquant sur la voiture et donne la nature de ces travaux.
Données Inconnues Formules
Résolution :
R : W(R) = 0 J ; W(Fm) = 15696 J (= travail moteur) ; W(P) = - 15696 J (= travail résistant)
8 7) Un élévateur hisse une charge de 500 kg à une hauteur de 12 m à vitesse constante.
Calcule le travail réalisé et la durée de ce travail si la puissance du moteur électrique vaut 5 kW.
Données Inconnues Formules
Résolution :
R : W = 58,86 kJ et t = 11,77 s
