Mouvement, vitesse et forces

3ème CORRECTION
Mécanique Devoir 1 - a
MOUVEMENT, VITESSE ET FORCES
EXERCICE I
1.
v
Personnage ou objet Par rapport au sol Par rapport à Obélix
Astérix
En mouvement
Au repos
La statue de César
Au repos
En mouvement
2. L'épée d'Astérix est en mouvement par rapport à la statue de César.
Obélix est au repos par rapport à Astérix, lui-même ou à son casque.
2
1
6
EXERCICE II
0
3
1h
t
Pour l'exercice IV
distanced parcourue d
=
avec d
durée t du parcours
t
exprimée en mètres (m), t en secondes (s) et v en mètres par seconde (m/s).
1 km 1000 m 1 m
1
=
=
=
m/ s .
2. La méthode permettant de convertir un km/h en m/s est 1 km/ h=
1 h 3600 s 3,6 s 3,6
3. En utilisant la formule donnée plus haut et en convertissant en mètre, la distance et en seconde, la durée de sa traversée,
d 2000
=18,7 m/ s . (La calculatrice donne 18,69... que l'on arrondit à 18,7).
on peut écrire v moyenne= =
t 107
Pour le calcul de la vitesse en kilomètre par heure, on ne va pas utiliser la formule donnant la vitesse car il est difficile
d'exprimer 1 minute et 47 s en heure. On va plutôt se servir de la méthode vue à la question 2. En effet, si
1
1 km /h=
m/ s alors 1 m/ s=3,6 km /h et la vitesse moyenne exprimée en km/h, vaut
3,6
v moyenne=18,7 m/ s=18,69×3,6=67,3 km/ h (Pour ce calcul, il est intéressant de repartir de la valeur non arrondie de la
vitesse exprimée en m/s (18,69) pour ne pas entraîner trop d'erreur sur la valeur exprimée en km/h. On arrondit ensuite le
résultat pour ne garder que trois chiffres significatifs (la calculatrice donnait ici 67,284).
4. L'adolescent est donc en infraction puisqu'il roule à plus de 67 km/h quand la limite autorisée aux scooters est de 45
km/h.
1. La vitesse moyenne est défini par v moyenne =
EXERCICE III
1. La distance de réaction se calcule selon la formule suivante D R =v ×t R où v est la vitesse du véhicule avant que le
conducteur ne voit l'obstacle et ne commence à réagir et t R est le temps de réaction du conducteur. La vitesse est
exprimée en mètre par seconde car en général le temps de réaction est exprimé en seconde. Nous allons donc tout d'abord
convertir en m/s la vitesse de l'adolescent donnée dans l'énoncé en km/h :
v =70 km/ h=70/3,6 m/ s=19,44 m/ s . La distance de réaction est donc D R =19,44×0,64=12,4 m (La calculatrice
donne 12,44 que l'on arrondit à 12,4).
2. La distance d'arrêt est la somme de la distance de réaction que nous venons de calculer et de la distance de freinage qui
est donnée dans l'énoncé. Donc D A=D R D F =12,464=76,4m . L'adolescent mettra 76,4 m pour s'arrêter.
3. Oui, l'adolescent entre en collision avec la biche puisque lorsqu'il voit la biche, elle est à 75 mètres de lui et qu'il
parcourera 76,4 m avant de s'arrêter.
EXERCICE IV
1. On distingue trois parties sur ce graphique (Voir schéma en haut de page)
2. Dans la première partie (de t = 0 à t = 40 minutes), la vitesse augmente avec le temps, le mouvement est donc accéléré.
Dans la deuxième partie (de t = 40 minutes à t = 2 h ), la vitesse est constante, le mouvement est donc uniforme. Dans la
dernière partie (de t = 2 h à t = 3 h), la vitesse diminue avec le temps, le mouvement est donc décéléré.
3. La résolution de cette question ne peut se faire que graphiquement. La vitesse se maintient à 60 km/h dans la deuxième
partie donc de de t = 40 minutes à t = 2 h. Elle se maintient donc pendant une heure 20 minutes.
EXERCICE V
1. Les caractéristiques de cette force sont les suivantes :
•
sa direction : l’horizontale,
•
son sens : de la perceuse vers le mur,
•
son point d’application : le point de contact
entre la mèche de la perceuse et le mur,
•
son intensité : 400 N.
2. Puisque l'échelle choisie est de 1 cm pour 80 N, la force
sera représentée par un vecteur de 400/80 = 5 cm.
0
1
2
3
Téléchargé sur http://gwenaelm.free.fr/gestclasse
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