Mécanique -NYA Devoir II DEVOIR II CONSIGNES Total : / 75 Répondez aux questions suivantes sur des feuilles mobiles en prenant soin: de tracer un schéma explicatif du problème (en indiquant toutes les forces en jeu); d’identifier les variables; de montrer vos calculs; de garder le plus de chiffres significatifs possible pendant les calculs (même si vous inscrivez un nombre arrondi en guise de réponse); d’inscrire les unités; de bien identifier le résultat (en l’encadrant). DATE DE REMISE: MARDI 3 AVRIL POUR 1314 DATE DE REMISE: JEUDI 5 AVRIL POUR 1313 Question 1 ( 5 points ) Question 4 ( 5 points ) Une astronaute est soumise à une rotation dans une « centrifugeuse » horizontale ayant un rayon de 5,0 m. a) Quel est le module de sa vitesse si l’accélération centripète a une grandeur de 7,0 g ? b) Combien faut-il de tours par minute pour produire cette accélération ? c) Quelle est la mouvement ? période de ce a) Calculez la force exercée par le bloc de 30 kg sur le bloc de 20 kg en faisant comme si les frottements étaient négligeables. b) Calculez l’accélération des blocs si le frottement est de 40 N entre le bloc de 30 kg et le sol et que le frottement entre le bloc de 20 kg et le sol est de 10 N. 252 N 30 kg Question 2 ( 8 points ) 20 kg Dans sa BAR-HONDA, Jacques Villeneuve amorce un virage de 80 m de rayon avec une vitesse initiale de 110 km/h. Sur une distance de 150 m, sa vitesse augmente uniformément jusqu’à 160 km/h (vitesse à laquelle il sort du virage). a) Quelle est la grandeur de son accélération totale juste avant sa sortie du virage ? b) À cet instant, quel est l’angle entre sa vitesse et son accélération totale ? Question 5 ( 8 points ) Un travailleur tire une caisse sur le plancher d’une usine en tirant une corde attachée à cette caisse. L’homme exerce une force de 450 N sur la corde, qui forme un angle de 38°par rapport à l’horizontale. Calculez le module de l’accélération de la caisse si sa masse de 310 kg et le coefficient de friction cinétique entre le sol et celle-ci est de 0,04 . Question 3 ( 10 points ) Une affiche de 9,00 kg est maintenue en équilibre statique à l’aide de câbles comme l’illustre la figure suivante. Déterminez la tension dans chacun des câbles. 53° 30° En grève Figure de la question 3 1 Mécanique -NYA Devoir II Question 9 ( 5 points ) Soit le système de poulies suivant : Question 6 ( 4 points ) Calculez la force exercée par un bloc de 10 kg sur le plancher d’un ascenseur sachant que l’ascenseur monte et qu’il est en train : m3 a) d’accélérer au taux de 0,5 m/s2; b) de freiner au taux de 0,5 m/s2. Question 7 ( 10 points ) m1 Sur un plan incliné à 30°, un chariot de masse m1 = 2,0 kg est relié à une masse suspendue m2 = 2,0 kg par une corde de masse négligeable passant par la poulie idéale (les frottements sont négligeables). m2 Trouvez la valeur de l’accélération de m3 si m1 = 1 kg, m2 = 2 kg et m3 = 3 kg. m1 m2 30° Remarques : - On néglige les frottements. - On néglige la masse des poulies. - La masse m3 devrait descendre. (le dessin n’est pas à l’échelle) a) Quelle est l’accélération de la masse suspendue ? b) Quel est le module de la tension dans la corde ? c) Sur quelle distance le chariot continuera-t-il à monter une fois que la masse aura touché le sol ? Note : Le bas de la masse m2 se situe à 1,0 m du sol quand la vitesse initiale du chariot est nulle. Question 8 ( 10 points ) Un vieux tramway prend un virage horizontal d’un rayon de 9,1 m à 16 km/h. Question 10 ( 10 points ) Un skieur de 65 kg glisse à vitesse constante sur une distance de 100 m vers le bas d’une pente inclinée à 30° (on néglige la résistance de l’air). a) Quel est le travail fait par la force gravitationnelle ? b) Quel est le travail fait par le frottement cinétique ? c) Quel est le travail fait par la normale ? d) Quelle est la valeur du coefficient de frottement cinétique ? Quel angle les poignées qui pendent librement du plafond forment-elles avec la verticale à cet instant ? 2