LYCEE ELHADJI IBRAHIMA DIOP Exercices CELLULE DE SCIENCES PHYSIQUES
TRAVAUX DIRIGES TLe S2 2024/2025
P1 : CINEMATIQUE DU POINT
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EXERCICE 1 :
1.1. Le vecteur position d’un point mobile M se déplaçant dans le plan muni d’un repère orthonormé
est :
1.1.1. Ecrire les équations horaires puis établir l’équation cartésienne et préciser la nature de la trajectoire.
1.1.2. Déterminer à tout instant les composantes des vecteurs vitesse et accélération du point mobile M.
1.1.3. Quel angle fait le vecteur vitesse
(à ) avec
?
1.2. Les équations horaires du mouvement d’un point mobile M’ sont données :
x et y en mètre et en seconde
1.2.1. Etablir l’équation cartésienne et préciser la nature de la trajectoire de M’.
1.2.2. Trouver les coordonnées des vecteurs vitesse et accélération à la date .
EXERCICE 2 :
2.1. Une automobile en mouvement rectiligne dans un repère
avec une accélération constante part à d’un point
. A il passe par avec une vitesse . Elle arrive en un point
Avec .
2.1.1. Etablir les équations horaires , et du mouvement.
2.1.2. A quel instant passe-t-elle par .
2.2. A la date une moto se déplaçant sur la même droite à la vitesse constante passe par un point
M’(x’=5m). Dans un premier temps la moto va dépasser l’automobile ; ensuite l’automobile va la rattraper.
Déterminer :
2.2.1. Les équations horaires du mouvement de la moto.
2.2.2. Les dates des dépassements et leurs abscisses.
2.2.3. La vitesse de l’automobile à ces instants.
EXERCICE 3 :
Les mouvements du train et du voyageur considéré dans ce problème ont des trajectoires rectilignes parallèles.
Un voyageur arrive sur le quai d’une gare à l’instant où son train démarre. Le voyageur qui se trouve à 25m de la portière court
à la vitesse de . L’accélération du train vaut .
3.1. Le voyageur pourrait-il rattraper son train ? Justifier.
3.2. Si non à quelle distance minimale de la portière parviendra-t-il ?
EXERCICE 4 :
Un point mobile M, animé d’un mouvement rectiligne part sans vitesse. Le démarrage se fait avec une accélération constante
. Puis le point M dès qu’il atteint la vitesse de parcourt 24m à cette vitesse. Enfin, au cours du freinage,
M d’un mouvement rectiligne uniformément retardé parcourt 8m jusqu’à l’arrêt.
4.1. Écrire les équations horaires du mouvement des trois phases dans le même repère ( : instant de départ de M ;
: position de M au démarrage)
4.2. Tracer les diagrammes des espaces, des vitesses et des accélérations pour l’ensemble des trois phases.
EXERCICE 5 :
Un mobile est animé d’un mouvement d’équations horaires :
5.1. Déterminer l’équation cartésienne de la trajectoire.
5.2. Montrer que la vitesse du mobile est constante et la calculer. En déduire la nature du mouvement.
5.3. Quelles sont les caractéristiques du vecteur accélération.
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EXERCICE 6 :
Un mobile est animé d’un mouvement rectiligne sinusoïdal sur un axe x’Ox
(entre A et B). Il met pour parcourir le segment AB long de .
6.1. Donner les valeurs de la période , de la pulsation et de l’amplitude du mouvement.
6.2. Etablir l’équation horaire du mouvement. Le mobile passe par son élongation maximale positive à
l’instant .
6.3. A quel instant le mobile passe-t-il par abscisse en allant dans le sens positif.
6.3.1. pour la première fois
6.3.2. pour la troisième fois
6.4. Calculer la vitesse et accélération à ces instants ; préciser si le mouvement est accéléré ou retardé.
EXERCICE 7 :
Un mobile ponctuel M se déplace sur un axe horizontal (x’Ox) d’origine O. La loi horaire de son mouvement est
donnée par le graphe ci-dessous.
7.1. Quelle est la nature du mouvement ?
7.2. Déterminer l’amplitude , la période , la pulsation la fréquence et la phase initiale du mouvement.
7.3. Écrire la loi horaire de sous la forme puis sous la forme
avec A et B des constantes que l’on précisera.
7.4. En considérant l’équation de la forme .
7.4.1. Déterminer la position du mobile pour laquelle sa vitesse prend la valeur maximale .
7.4.2. Etablir l’expression en fonction du temps, de la vitesse du mobile ainsi que celle de l’accélération .
7.4.3. Déterminer la date à laquelle le mobile passe pour la deuxième fois (après la date t=0) par l’élongation en
allant dans le sens positif ?
7.4.4. En déduire la vitesse et l’accélération du mobile à cet instant. Le mouvement est-il accéléré ou retardé ?
7.4.5. Quelle est la longueur parcourue par le mobile au bout de 4 périodes ?
EXERCICE 8 :
On mesure la distance et le temps mis par une bille pour parcourir
8.1.1. Tracer le graphe . Echelles : ;
8.1.2. En déduire la valeur de la vitesse instantanée du centre d’inertie de la bille à .
8.2.1. Tracer le graphe . Echelles : ;
8.2.2. En déduire la nature du mouvement puis la valeur expérimentale de son accélération.
8.2.3. Retrouver la valeur de la vitesse du centre d’inertie de la bille à la date par une méthode cinématique.
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