Première S Physique – Chap 4 : Exercices Exercice 1 Au Moyen Age, on montait les matériaux de construction à l’abbaye du Mont-SaintMichel, à l’aide d’un grand plan incliné rectiligne. L’angle de ce plan incliné avec le plan horizontal a pour mesure = 38°. Rempli de matériaux, un chariot est tiré par une corde et monte à vitesse constante le long du plan incliné. La masse du chariot et de son chargement est M = 480 kg. Pour simplifier l’étude, on néglige tout frottement. Déterminer la valeur T de la tension de la corde ainsi que la valeur R de la réaction du plan incliné. Exercice 2 Au bout d’une avenue, un feu de signalisation, de masse M = 48 kg, est suspendu par deux câbles. Les câbles sont fixés en deux points A et B situé sur la même horizontale. L’angle que fait la verticale avec chacun des deux câbles a pour mesure = 70°. Déterminer les valeurs T1 et T2 des tensions des deux câbles. Exercice 3 La petite boule d’un pendule électrostatique porte une charge électrique. Elle est soumise à une force Coulombienne horizontale F que l’on suppose appliquée en G, centre d’inertie de la boule. A l’équilibre, le fil de suspension fait un angle = 15° avec la verticale. La masse M de la boule est égale à 2,0 g. Calculer les intensités de F et de T. Exercice 4 Un paquebot de masse M = 6,25.104 tonnes est immobile, à quai. On notera V le volume de la partie immergée du paquebot . La masse volumique de l’eau de mer est = 1030 kg.m-3. Calculer le volume V de la partie immergée. Exercice 5 Une bulle de savon est assimilée à une sphère de rayon : R = 2,5 cm. La masse volumique de l’air est = 1,3 g.dm-3. L’intensité de la pesanteur vaut g = 9,81 N.kg-1. Calculer la valeur de la poussée d’Archimède agissant sur cette bulle en suspension dans l’air. Représenter graphiquement cette force à l’échelle 10 cm pour 1 N. Première S Physique – Chap 4 : Exercices Exercice 6 Un iceberg a un volume émergé Ve = 600 m3. Sa masse volumique est i = 910 kg.m-3, celle de l’eau de mer est m = 1024 kg.m-3. 1 . Schématiser l’iceberg flottant et préciser les forces auxquelles il est soumis lorsqu’il est en équilibre. 2 . Ecrire la condition d’équilibre. En déduire une relation entre le volume émergé V e, le volume total Vt et les masses volumiques i et m . 3 . Calculer le volume Vt et la masse de l’iceberg. Exercice 7 Une caisse cubique, d’arête a = 50 cm, supposée homogène et de masse m égale à 300 kg, est en équilibre. Au centre A de sa face supérieure, sont fixés deux câbles de longueurs égales et de masses négligeables, leurs secondes extrémités étant reliées à deux supports verticaux. Les deux câbles forment avec leurs supports verticaux des angles : = 45,0° et = 30,0° A a 1 . Faire le bilan des forces qui s’exercent sur la caisse. Peut-on négliger la poussée d’Archimède due à l’air ? 2 . Représenter les forces que l’on ne peut pas négliger, en respectant leur direction, leur sens et leur point d’application. 3 . Déterminer les valeurs de ces forces. Données : air = 1,3 g.dm-3 g = 9,81 N.kg-1