4ème Sciences 5h (Physique) 1 Exercices (Chapitre II)
Exercices supplémentaires
Section 2.2 (Loi fondamentale de la dynamique) :
1. Une balle de base-ball de 142 g est lancée à la vitesse de 45,7 m/s. Quel est le module de
la force moyenne exercée sur cette balle, si son lancement a duré 0,12 s ?
[Réponse : F = 54 N]
2. On considère deux barreaux aimantés de masse 1 kg et 2 kg respectivement. Leurs
extrémités de même polarité ont une force d’interaction répulsive identique. On les presse
l’un contre l’autre puis on les lâche. En l’absence de frottement, le barreau le plus lourd
s’éloigne de l’autre avec une accélération de 10 m/s² vers le nord. Quelle est l’accélération
initiale de l’autre barreau ?
[Réponse : a = 20 m/s²]
3. Quelle est la plus petite force capable de soulever du sol un crapaud-buffle de 0,50 kg ?
[Réponse : F = 4,905 N]
4. Un vieux taxi, de poids 17 080 N, roule sur une route à la vitesse de 35,8 m/s lorsque son
conducteur décide de le faire rouler au point-mort ; la résistance de l’air le ralentit jusqu’à
22,4 m/s en 24 s avec une accélération non uniforme.
a) Calculer la décélération moyenne pendant cet intervalle de temps ;
b) Déterminer la force algébrique moyenne agissant sur la voiture.
[Réponse : a) a = –0,56 m/s² ; b) F = –972 N]
5. L’accélération gravitationnelle sur la surface de Mercure est 0,38 fois celle de la Terre.
Quel est le poids d’un corps de 1 kg sur cette planète ?
[Réponse : F = 3,73 N]
6. Une balle de masse 10 kg tombe en chute libre vers la surface de la Lune. Sa position est
donnée par x(t) = 0,785t². Calculer la force qui agit sur cette balle.
[Réponse : F = 15,7 N]
7. Un acrobate du ciel de masse 65 kg est en chute verticale. Les frottements dus à la
résistance de l’air diminuent son accélération jusqu’à une valeur de 2 m/s². Quelle est
l’intensité de la force totale de frottement ?
[Réponse : Ffr = 508 N]
8. Le conducteur d'une voiture de 1,1 tonne roule à la vitesse constante de 14 m/s (50 km/h)
quand il voit à 30 m un enfant courir sur la route pour rattraper son ballon. Le conducteur
appuie alors sur les freins et stoppe la voiture après 4 s.
a) Le conducteur arrive-t-il à s'arrêter à temps ? Si oui, à quelle distance de l'enfant
s'arrête-t-il ? Sinon, quelle distance lui aurait-il manqué ?
b) Quelle est la force exercée sur les freins pour que la voiture s'immobilise ?
[Réponses : a) oui, à 2 m de l’enfant ; b) F = –3850 N]