4ème Sciences 5h (Physique) 5 Exercices (Chapitre I)
29. Une poursuite s’engage entre un véhicule de police et un véhicule qui se déplace à la
vitesse constante de 108 km/h. Le véhicule de police a 100 m de retard au départ et prend
une accélération de 3,5 m/s² pendant 9 s puis maintient sa vitesse constante. Trouvez
graphiquement puis par calcul la distance parcourue par la police pour rejoindre le
véhicule poursuivi et la durée de la poursuite.
(Réponses : t = 2 min 41 s ; x = 4 935 m)
30. Une voiture roulant à 60 km/h frappe un arbre. L’avant de la voiture est écrasé et le
conducteur s’immobilise après avoir encore parcouru 0,70 m. Quelle était la décélération
moyenne du conducteur pendant la collision ? Exprimer la réponse par rapport à g,
sachant que 1,0 g = 9,81 m/s².
[Réponse : x = 1,31 m]
Section 4.6 (Chute libre) :
31. Une balle tombe du haut d’une tour de 70 m. Quelle distance aura-t-elle parcourue après
1 s, 2 s et 3 s ?
[Réponses : x(1) = 4,9 m ; x(2) = 19,6 m ; x(3) = 44,1 m]
32. Une personne lance une balle en l’air en lui imprimant une vitesse initiale de 15 m/s.
a) Jusqu’à quelle hauteur la balle s’élève-t-elle au maximum ?
b) En combien de temps atteindra-t-elle sa hauteur maximale ?
c) Combien de temps reste-t-elle en l’air avant de revenir à son point de départ ?
d) Quel est sa vitesse au moment où elle retourne à sa position initiale ?
e) A quels moments (aller et retour) passe-t-elle en un point situé à 8 m au dessus du
sol ?
Attention, on considère g = 9,81 m/s² vers le bas et g = –9,81 m/s² vers le haut !
[Réponses : a) h = x = 11,5 m ; b) t = 1,53 s ; c) t = 3,06 s ; d) v = 15 m/s ;
e) t = 0,7 s (aller) et t = 1,7 s (retour)]
33. La même personne lance la balle avec la même vitesse initiale de 15 m/s vers le haut, mais
cette fois-ci depuis une falaise surplombant un ravin situé 50 m plus bas.
a) Combien de temps la balle mettra-t-elle pour tomber dans le ravin (il faut considérer le
temps de montée puis le temps de la descente jusqu’au fond du ravin).
b) Quelle sera la distance totale parcourue ?
[Réponses : a) t = 5,07 s ; b) x = 73 m]
34. Une pierre tombe pendant 0,30 s avant de passer devant une fenêtre située à 2,1 m du sol.
De quelle hauteur est-elle tombée ?
[Réponse : x = 2,54 m]
35. Si, sur Terre, un objet atteint une hauteur maximale verticale de 28 m lorsqu’il est lancé
en l’air, quelle hauteur atteindrait-il sur la Lune où l’accélération gravitationnelle vaut un
sixième de celle de la Terre ? On suppose que la vitesse initiale est la même aux deux
endroits.
[Réponse : xL = 168 m]
36. Un hélicoptère s’élève à la verticale à une vitesse de 8 m/s. A 120 m au-dessus de la terre,
un passager jette un paquet par la fenêtre. Combien de temps ce paquet mettra-t-il à
atteindre le sol ?
[Réponse : t = 4,95 s]
37. Une pierre tombe en chute libre d’une hauteur de 100 m. Quelle est la durée de la chute
sur Terre et sur la Lune si les accélérations de la pesanteur sur les deux astres sont
respectivement de gT = 9,81 m/s² et gL = 1,56 m/s².
[Réponses : (t)T = 4,51 s ; (t)L = 11,32 s]