exercices ( PDF - 500.7 ko) - Collège Philippe de Champaigne

Exercice 1 : Réaliser la carte mentale.
A l’aide des équations, images et mots suivants réaliser une carte mentale :
Vitesse
Force
P = m×𝑔
Sens
Mouvement
v =
𝑑
𝑡
Direction
Valeur
𝑑 = 𝑣 ×𝑡
𝑡=𝑣
𝑑
Une force peut mettre en mouvement un objet
La masse ne dépend pas du lieu où l’on se trouve
Une force peut modifier la trajectoire d’un objet
Mobile ou immobile ? Relativité du mouvement
Trajectoire : ensemble des positions occupées par un
objet au cours du temps
En l’absence de force qui s’exerce sur un objet ou si
les forces se compensent, un objet possède un
mouvement rectiligne uniforme
Le poids dépend du lieu où l’on se trouve
Une force peut modifier la vitesse d’un objet
Exercice 2 : Questions de cours
1-Quel est le lien entre une interaction et une force ?
2-Citer les 4 caractéristiques d’une force ?
3-Qu’est-ce que l’impesanteur ?
4-Donner la définition de la trajectoire.
5-Dire pour chacune des illustrations, s’il s’agit d’une trajectoire rectiligne ou
circulaire.
Situation B
Situation A
6-Dire ce qu’est un mouvement uniforme.
7-Dire ce qu’est un mouvement accéléré.
8-Dire ce qu’est un mouvement retardé.
9-A quelle condition, un corps ou un objet peut être mis en mouvement ?
Exercice 3 : Interaction, forces caractérisées par un point d’application, un sens, une direction et une valeur.
1-Etude statique : Le coureur est à l’arrêt
Données :
Le sprinter est à l’arrêt sur le sol. Le point G est le centre du sprinter et le point A est le point de contact entre le
sprinter et le sol. La masse du sprinter est de 75 kg et l’intensité du champ de pesanteur de la Terre 𝑔𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒 vaut 10
N/kg.
²
1-Quelle est l’interaction mise en jeu sur le schéma-ci contre ?
2-Comment pourrait-on nommer les forces F1 et F2 ?
3-Les forces F1 et F2 se compensent elles ? Justifier votre réponse.
4-Pour chacune des deux forces indiquer leurs 4 caractéristiques. Pour la direction et le sens, entourer la bonne
réponse.
Force F1
Force F2
Point d’application
G
A
G
A
Direction
verticale
horizontale
verticale
horizontale
Sens
Vers le haut
Vers le bas
Vers la haut
Vers la bas
Valeur (en N)
750
750 000
750
750 000
2-Etude dynamique (le sprinter est en mouvement) :
Le record du monde du 100 mètres est actuellement détenu par le Jamaïcain Usain
Bolt avec le temps de 9 s 58, établi le 16 août 2009 en finale des championnats du
monde, à Berlin en Allemagne.
Vitesse d'Usaint Bolt au cours du 100 m (en m/s)
14
Vitesse (en m/s)
12
10
8
6
4
2
0
0
20
40
60
80
100
120
Distance parcourue (en mètre)
1-Comment peut-on nommer la trajectoire d’Usain Bolt au cours du 100 m.
2-Comment pourrait-on qualifier le mouvement sur les 40 premiers mètre ?
3-Comment pourrait-on qualifier le mouvement entre 40 mètres et 100 mètres ?
4-Calculer la vitesse moyenne d’Usain Bolt lors de 100 mètre.
Exercice 4 : Calcul de la force gravitationnelle – exercice type brevet
Deux corps A et B, de masse mA et mB et dont les centres
sont distants de d, exercent l’une sur l’autre des forces
d’attraction gravitationnelle :
-de point d’application : le centre du corps,
-de direction : la droite joignant leur centre,
-de sens : orienté vers le corps qui exerce la force,
-de valeur :
𝐹𝐴/𝐵 = 𝐹𝐴/𝐵 = 𝐺 ×
𝑚𝐴 ∙ 𝑚𝐴
𝑑2
Les masses mA et mB doivent être exprimé en kilogramme (kg).
La distance d doit être exprimée en mètre (m).
La constante de gravitation universelle a pour valeur : 𝐺 = 6,67×10−11 𝑆𝐼
Données :
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒 ∶ 𝑚 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒 = 5.98 ×1024 𝑘𝑔
𝑅𝑎𝑦𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒 : 𝑅 = 6,40×103 𝑘𝑚
𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡é 𝑑𝑢 𝑐ℎ𝑎𝑚𝑝 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑛𝑡𝑒𝑢𝑟 ∶ 𝑔𝑇𝑒𝑟𝑟𝑒 = 9,8 𝑁/𝑘𝑔
Masse de San Gokou : 𝑚𝑆𝑎𝑛 𝐺𝑜𝑘𝑜𝑢 = 75 𝑘𝑔
1-Déterminer le poids de San Gokou sur Terre.
2-Déterminer la force gravitationnelle qu’exerce la Terre sur San Gokou.
3-Que remarquez-vous ? Est-ce-normal ?
Exercice 5 : Relativité du mouvement dans des cas simples
Le bus 415 passe prendre les élèves du collège P. de Champaigne
pour les ramener chez eux. Passant sur la zone entre la route et le
collège, il se déplace à une vitesse plutôt faible pour des raisons de
sécurité.
Le bus roule à une vitesse de 15 km/h.
Imane et Badara se déplace dans le bus à une vitesse de 3 km/h.
Imane avance alors que Badara recule.
Questions
1-Qui est un observateur immobile ?
2-Qui est un observateur en mouvement ?
3-Quelle est la vitesse de déplacement de
Léa par rapport à David ?
4-Quelle est la vitesse de déplacement
d’Imane par rapport à David ?
5-Quelle est la vitesse de déplacement de
Badara par rapport à David ?
6-Quelle est la vitesse de déplacement de
David par rapport à Léa ?
7-Quelle est la vitesse de déplacement de
Badara par rapport à Léa ?
8- Quelle est la vitesse de déplacement
d’Imane par rapport à Léa ?
Réponse A
Badara
Badara
Réponse B
David
David
Réponse C
Imane
Imane
Réponse D
Léa
Léa
0 km/h
12 km/h
15 km/h
18 km/h
0 km/h
12 km/h
15 km/h
18 km/h
0 km/h
12 km/h
15 km/h
18 km/h
0 km/h
12 km/h
15 km/h
18 km/h
0 km/h
3 km/h
15 km/h
18 km/h
0 km/h
3 km/h
15 km/h
18 km/h