E - villa maria

Chapitre 1-2B La balistique
Exercices supplémentaires
Physique V
1.
Un mobile tombe sur une distance verticale de 80 m.
a) Combien de temps a duré sa chute ?
b) Quelle distance a-t-il parcouru entre 2,5 s et 3,5 s ?
c) Quelle est sa vitesse d'arrivée au sol ?
2.
Une balle de 250 g est lancée verticalement vers le haut. Elle revient à son point de départ 4 s plus tard.
a) Quel est le temps de son ascension ?
b) Quelle est son accélération lors de son ascension ?
c) Quelle est sa vitesse à son arrivée au sol ?
3.
Du haut d'un édifice haut de 30 m, on lance verticalement vers le bas un objet en lui donnant une vitesse
de 10 m/s. Calcule sa vitesse d'arrivée au sol.
4.
Du haut du même édifice, on lance verticalement vers le haut un autre objet à une vitesse de 20 m/s.
À la fin de sa trajectoire, il touche le sol. Calcule...
a) ...le temps de son ascension.
b) ...la distance totale parcourue.
c) ...la vitesse d'arrivée au sol.
5.
Une pierre tombe du bord d'un toit. On la voit passer devant une fenêtre de 2 m de hauteur en 0,26 s.
À quelle distance du bord du toit la fenêtre se trouve-t-elle ?
6.
On veut qu'une carabine ait une portée de 500 m lorsqu'on s'en sert en tir horizontal à 5 m du sol. Quelle
vitesse doivent avoir les balles à la sortie du canon ?
7.
On lance une pierre horizontalement du sommet d'un édifice, avec une vitesse initiale de 15 m/s. Quelle
est la grandeur du déplacement de la pierre après deux secondes ?
8.
Un tireur vise horizontalement une cible dont le centre est situé au même niveau que son arme. Sachant
que la balle part avec une vitesse de 400 m/s et que la distance entre le tireur et la cible est de 100 m,
par quelle distance verticale le tireur manque-t-il la cible ?
9.
Une bille descend le long d’un rail, à partir du repos. La
bille descend sur une distance de 85 cm à partir d’une
hauteur de 42 cm. Le rail est légèrement recourbé à son
extrémité, de sorte que la bille quitte le rail avec une vitesse horizontale. Ce montage est placé sur une table
haute de 75 cm. Détermine la distance à laquelle la bille
tombera du pied de la table.
10. On tire un obus à partir d'un canon pointé à 60E par rapport
à l'horizontale. L'obus sort du canon avec une vitesse de
500 m/s.
a) Quelles sont les composantes horizontale et verticale
de la vitesse de l'obus ?
b) Quel est le déplacement de l'obus après deux secondes ?
c) Quelle est sa vitesse après deux secondes ?
d) Jusqu'à quelle hauteur monte l'obus avant de redescendre ?
e) Quelle est la portée du tir ?
11. Lors d'un " Super Bowl ", le quart John Elway des Broncos de Denver a lancé une passe de touché dès
sa première passe tentée. La portée de cette passe était de 50 m et le ballon est demeuré 3 s dans les
airs. À quelle vitesse et à quel angle Elway a-t-il lancé cette passe?
12. Sur les remparts de Québec, les canons dominent le fleuve d'une hauteur d'environ 80 m.
M.de Frontenac fait tirer du canon sur les bateaux de Mr.Phips. Un boulet est tiré avec un angle de
36,87E au dessus de l'horizontale et part avec une vitesse de 100 m/s.
a) Quelles sont les composantes horizontale et verticale de sa vitesse ?
b) Quelle est la portée du tir ?
13. Un avion des « Ailes de l'espérance » ravitaille une région inaccessible de la Cordillère des Andes. Il
descend avec un angle de 30E avec l'horizontale, à la vitesse de 200 km/h. À 600 m d'altitude, il largue
une caisse de nourriture. Le parachute de la caisse ne s'ouvre pas. En bas ils auront de la purée.
a) Dans combien de temps la caisse touchera-t-elle le sol?
b) Quelle distance horizontale aura-t-elle parcourue depuis son lâché ?
14. Un dispositif est capable de lancer des balles de tennis à la vitesse de 25 m/s. Quelle est la portée
maximale de ce dispositif ?
15. Question pour mystifier les étudiantes de physique.
Au baseball, un joueur frappe la balle à une vitesse de 30 m/s dans la direction du champ centre, et avec
un angle de 30E avec l'horizontale. Le joueur de champ centre commence à courir (à vitesse constante)
dès qu'il entend le coup, et réussi à attraper la balle. Il était à 100 m du frappeur. À quelle vitesse a-t-il
couru ?
Réponses
1.
a)
b)
c)
Ät = 4,04 s
Äs2,5-3,5 = -29,4 m
v = -39,6 m/s
2.
a)
b)
c)
Ät = 2 s
a = -9,8 m/s2
v = -19,6 m/s
3.
v = -26,2 m/s
11. v = 22,2 m/s, à 41,4E au dessus de l'horizontale
4.
a)
b)
c)
12. a)
b)
vx = 80 m/s, viy = 60 m/s
Äsx = 1080 m
5.
La fenêtre est située à 2,10 m sous le rebord du toit.
13. a)
b)
Ät = 8,59 s
Äsx = 414 m
6.
v = 495 m/s
14. Äs = 63,9 m
7.
La pierre est à 35,8 m du point de départ (30 horizontalement et 19,6 m verticalement).
15. v = 6,69 m/s
8.
Il manque le centre de la cible par 30,6 cm sous le
centre de la cible.
Ät = 2,04 s
Äst = 70,8 m
v = -31,4 m/s
9.
Äsx = 1,12 m du pied de la table
10. a)
b)
c)
d)
e)
vix = 250 m/s,
viy = 433 m/s
Äs = 983 m, 59E au dessus de l'horizontale
v = 483 m/s, 59E au dessus de l'horizontale
h = 9 570 m
Äsx = 22 100 m