Examen de Physique – 4S Les machines simples et le travail N’oubliez pas les unités ! Lisez tout l’exercice avant de le commencer. Exercice 1. Origami Je voudrais découper du papier pour faire de l’origami. Pour cela j’utilise des ciseaux. Les ciseaux sont un levier. 1/ Rappeler la formule de l’avantage mécanique en fonction de la force résistante et de la force mécanique, puis en fonction du bras moteur et du bras résistant. 2/a/ Sur le schéma ci-dessous, placer ⃗r F ⃗ F m et les longueurs bm et br. b/Une paire de ciseaux est-elle un levier de type inter-resistant, inter-moteur, inter-appui ? Justifier. c/ Je voudrais découper 3 feuilles. La force qui faudrait pour les découper si je n’avais pas les ciseaux seraient de 3N. Le bras moteur est de 5 cm et le bras résistant de 2 cm, quelle force doit-on exercer couper les feuilles ? d/Quel est l’avantage mécanique de cette paire de ciseaux ? 3/a/Rappeler l’expression du travail d’une force en précisant bien son unité. On donnera l’expression dans le cas ou la force et le déplacement sont parallèles et de même direction. b/Pour découper les feuilles, mes doigts doivent parcourir 7 cm afin que les ciseaux se referment. Quelle est la nature du travail effectué par mon action (résistant, moteur, ou nul) ? Donner sa valeur. Exercice 2. C’est encore l’hiver Un pingouin se laisse glisser à vitesse constante sur une pente. Il pèse 10 kg. 1. On néglige les forces de frottement. Quelles sont les deux autres forces qui s’exercent sur lui ? Pour chaque force, dire si elle exerce un travail moteur, résistant ou nul. 2. Que vaut le poids du pingouin ? On prendra g=10N/kg. 3. La résultante des forces est-elle nulle ? Le pingouin est-il donc en équilibre ? 4. Afin que le pingouin soit en équilibre, on doit prendre la force de frottements en compte. N du support est de 75N, placer sur le Si on suppose que la valeur de la résistante normale ⃗ schéma le poids, la résistante normale, et en déduire par construction la valeur de la force de frottement que l’on avait négligée jusque la. L’échelle est de 25N/cm. Exercice Bonus Si chaque carreau correspond à 10 centimètres, et que F1=8N, que vaut F2 ? Déterminer la position de l’axe du système en sachant que F1=20N et F2=12N Calculer la force de tension dans chacune des barres (on se souviendra de l’exercice avec l’archère!)
