Exercices Cinématique 2

Physique 584
Exercices Cinématique 2
1. Une voiture prend 1h30 pour parcourir les 100 km qui séparent Québec de Trois-Rivières.
Quelle est la vitesse moyenne?
2. Voici le graphique de la vitesse d’un mobile en fonction du temps.
a. Quelle est la distance parcourue par le mobile entre t=3s
et t=5s?
b. Quelle est l’accélération du mobile?
3. Un corps tombant en chute libre a une accélération de 9.8 m/s2. S’il part du repos,
a. Quelle est sa vitesse après 0,5s? après 1s? après 2s?
b. Quelle distance a-t-il parcouru après 2 s de chute?
4. Voici 3 graphiques de la vitesse en fonction du temps. Lequel représente le mieux celui
d’un mobile dont l’accélération est constante et non-nulle?
v
v
v
t
t
t
5. Que peut-on dire du mouvement de chaque mobile dont les graphiques sont illustrés cidessus?
Graphique 1
Graphique 2
Graphique 3
a. La vitesse est nulle



b. La vitesse est constante



c. La vitesse augmente



d. L’accélération est nulle



e. L’accélération est constante



f. L’accélération augmente



6. Une automobile accélère de 0 à 100 km/h en 10 s.
a. Quelle est l’accélération de cette automobile si l’on suppose qu’elle est
constante?
b. Quelle est la vitesse de cette automobile à t= 5s?
Bernard Côté 2007
1
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7. À l’instant où on l’aperçoit, la vitesse d’une automobile est de 5 m/s. Cinq secondes plus
tard, la vitesse de cette automobile est de 10 m/s. Quelle distance a-t-elle parcourue
pendant ces 5 s? (L’accélération est constante)
8. Partant du repos, une automobile accélère pendant 7 s au taux de 1,5 m/s2. Quelle est alors
la distance parcourue par cette automobile?
9. Un train partant du repos atteint sa vitesse de croisière après avoir parcouru une distance
de 2 km. Si cette vitesse est de 108 km/h, quelle est l’accélération du train en m/s2?
10. Combien de temps prend ce même train pour atteindre sa vitesse de croisière?
11. Tout objet lancé vers le haut a une accélération négative de 9.8 m/s2. Si ce corps est lancé
à une vitesse de 15m/s, quelle hauteur maximale peut-il atteindre?
12. Un objet est déposé sur un plan incliné. Il se met à descendre avec une accélération de 15
m/s2. Quelle est sa vitesse après une seconde? Pourquoi cette question est insensée?
13. L’accélération d’un objet glissant le long d’un plan incliné est de 1,5 m/s2. Si à t=0s la
vitesse est de 10 cm/s, quelle est sa vitesse à t=1,4s? (attention aux unités)
14. Une automobile partant du repos accélère au taux de 1m/s2.
a. Quelle est sa vitesse 5 s plus tard?
b. Quelle distance a-t-elle parcourue?
15. Une automobile roule à vitesse constante de 60 km/h sur une autoroute quand une autre
automobile la dépasse à la vitesse maximale permise de 100 km/h. Quelle distance sépare
les deux automobiles 5 s plus tard? (attention aux unités)
16. Une motocyclette, au repos à une lumière rouge, accélère uniformément dès que le feu
passe au vert. Elle atteint ainsi une vitesse de 15 m/s en 10 s, vitesse qu’elle maintient
pendant 30 s. Elle freine ensuite uniformément pendant 5 s pour s’immobiliser à un autre
feu rouge.
a. Trace le graphique de la vitesse en fonction du temps.
b. Quelle est la distance parcourue pendant son accélération? (Tu as le choix de la
méthode : graphique ou mathématique)
c. Quelle est la distance parcourue pendant qu’elle se déplace à vitesse constante?
d. Quelle distance sépare les deux feux rouges?
17. Combien de temps prend une bille pour tomber du haut d’un édifice de 10 étages? (1 étage
mesure environ 2,75 m)
18. Une automobile se déplace de telle sorte que sa vitesse instantanée en tout temps est égale
à la vitesse moyenne, quel que soit l’intervalle de temps utilisé pour calculer cette vitesse
moyenne. Que peut-on dire du mouvement de cette automobile?
Bernard Côté 2007
2
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19. Voici trois graphiques donnant la position en fonction du temps de trois mobiles.
s
s
s
3
3
3
2
2
2
1
1
1
1
2
3
4 t
1
2
3
4 t
1
2
4 t
3
a. À quel temps les trois mobiles ont-ils la même vitesse ?
b. Quelle est la vitesse moyenne de chaque mobile entre t=0s et t=3s?
c. Quel mobile atteint la plus grande vitesse? À quel temps atteint-il cette vitesse?
d. Quel mobile a reculé pendant le parcours?
e. Quel mobile s’est déplacé à vitesse constante?
20. Voici le graphique de la vitesse en fonction du temps d’une motocyclette circulant sur une
route sinueuse.
v (m/s)
30
20
10
2
4
6
8
10
12
14
16 18
20
22
24
t (s)
a. Entre quels temps cette motocyclette accélère t-elle?
b. Quelle est la grandeur de cette accélération?
c. Quelle est la vitesse maximale atteinte par la motocyclette?
d. Quelle distance a franchie cette motocyclette après 20 secondes?
21. On laisse tomber une bille d’acier et une balle de ping-pong de même dimension. La bille
atteint le sol en premier. Cette affirmation est-elle exacte? Justifie ta réponse.
22. Une automobile arrêtée à un feu rouge accélère au taux de 0,5 m/s2 pendant 10 s, puis
maintient cette vitesse pendant 10 minutes.
a. Quelle est cette vitesse?
b. Quelle distance franchit l’automobile à vitesse constante?
c. Quelle est la distance franchie par l’automobile après 610 s ?
23. Un objet est placé sur un plan incliné à 300. Le plan a une longueur de 1 m et ne présente
aucun frottement de sorte que l’accélération est de 5 m/s2. Si l’objet a une masse de 1 kg :
a. Combien de temps prend l’objet pour parcourir tout le plan?
b. Quelle est la vitesse de l’objet au bas du plan?
c. Quelles sont les données inutiles?
Bernard Côté 2007
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24. Un hélicoptère conçu pour éteindre les feux de forêts se déplace à 80 km/h à l’instant où
on ouvre le contenant d’eau pour libérer l’eau qu’il contient. L’eau atteint le sol 3 s plus
tard.
a. Quelle est la vitesse de l’eau au moment où elle est libérée?
b. Quelle distance horizontale parcourt l’eau entre l’instant où elle est libérée et
l’instant où elle arrive au sol?
c. De quelle hauteur l’eau est-elle tombée?
Corrigé
1.
66,6 km/h
2.
a) environs 3,5 m b) 0,20 m/s2
3.
a) 4,9 m/s 9,8 m/s
4.
Le deuxième
5.
a) aucun b) 1 c) 2 et 3 d) 1 e) 1 et 2 f) 3
6.
a) 10 km/h•s ou 2,77 m/s2 b) 50 km/h ou 13,85 m/s
7.
Δs = (v0 + vf) Δt = 37,5 m
2
8.
36,75 m
9.
0,225 m/s2
19,6 m/s
b) 19,6 m
10. 133,3 s
11. 11,475m
12. 15 m/s cette accélération est plus grande que l’accélération gravitationnelle terrestre.
13. 2,2 m/s
14. a) 5 m/s b)12,5 m
15. auto 1 en 5 s = 83,3 m
auto 2 en 5 s = 138,9 m donc 55,6 m
16. a)
b)
75m c) 450 m d) 562,5 m
17. 2,36 s
18. La vitesse est constante
19. a) le premier graph. a une vitesse constante, le deuxième a la même vitesse entre 2 et 3 s et le troisième entre 3 et 4
s
b) 1= 0,66 m/s 2= 0,42 m/s 3= 1 m/s
c) Le troisième entre 4 et 5 s
d) le deuxième e) Le premier
20. a) 4 et 12 s b) 3,125 m/s2 c) 30 m/s d) 400 m
21. Oui, la friction affecte plus la balle de ping-pong car elle est plus légère.
22. a) 5 m/s b) 3000 m c) 3025 m
23. a) 0,63 s b) 3,15 m/s c) angle et masse
24. a) Horizontalement= 80km/h, verticalement=0 km/h ou 0 m/s b) 66,7 m c) 44.1 m
Bernard Côté 2007
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