SPH3U Exercices de révision Test2

SPH3U08 Annexe 2.2.5.16c
Exemples – Exercices de fin de module
Module 2.2 – Les lois de Newton
1. Calcule la force qui agit sur un objet de 20 kg si
l’accélération est de 2 m/s².
2
2
2
Données :
20 kg
2 m/s
?
Calculs :
20 kg 2 m/s
40 kg×m/s
m
a
f
f m a
f
f
40 Nf
La force qui agit sur l’objet est de 40 N.
2. Quelle est l’accélération lorsqu’une force non
équilibrée de 55 N s’exerce sur une personne
de 40 kg?
Données :
40 kg
?
55 N
Calculs :
55 N
40 kg
1,375 N/kg
m
a
f
f ma
F
am
a
a
2
1,4 m/sa
L’accélération est de 1,4 m/s².
3. On exerce une force nette de 400 N sur un objet. Sa
vitesse vectorielle passe de 66 km/h à 30 km/h en 2,5 s.
4. Un camion d’une masse de 3 000 kg a une
poussée exercée par son moteur de
5 500 N et subit la résistance de l’air de 2 000 N.
Quelle est l’accélération du camion?

1
2
21
2
Données :
400 N
66 km/h
30 km/h
2,5 s
a) Quelle est l’accélération de cet objet?
?
Calculs :
30 km/h 66 km/h
2,5 s
36 km/h
2,5 s
10 m/s
2,5 s
4,0 m/s
Son accélération es
F
v
v
t
a
vv
at
a
a
a
a
2
t de 4 m/s² dans le même sens que la
force appliquée.
b) Quelle est sa masse?
?
Calculs :
400 N
4 m/s
100 kg
La masse de l'objet est de 100 kg.
m
F ma
F
ma
m
m
tan
Données :
3 000kg
5 500N
2 000N
?
Calculs:
5 500N 2 000N
3 500N
résis ce
nette
nette
m
F
F
a
F
F
F ma
F
am
2
3 500N
3 000kg
1,2 m/s
a
a
L’accélération du camion est de 1,2 m /s² dans la
direction de la force exercée par son moteur.

5. Une voiture de course part du repos et atteint une vitesse de 360 km/h en 5 s. Si la voiture a une masse de
800 kg et que son moteur engendre une poussée de 27 000 N, trouve la force de frottement.
1
2
21
2
2
Données :
0 km/h
0 m/s
360 km/h
100 m/s
5 s
800 kg
27 000N
?
Calculs :
100 m/s 0 m/s
5 s
100 m/s
5 s
20 m/s
800 kg 20 m/s
16 000
poussée
frottement
v
v
t
m
F
F
vv
at
a
a
a
F ma
F
F N
27 000 N 16000 N
11 000 N
frottement
frottement
F
F
La force de frottement est de 11 000 N.
6. Calcule la force nette et l’accélération qui agissent sur la masse.
La force nette de haut en bas sera de
40 N – 15 N = 25 N vers le bas.
La force nette de gauche à droite sera de

50 N – 25 N = 25 N vers la gauche.
Utilise le théorème de Pythagore pour déterminer la grandeur du vecteur.
(25 N)² + (25 N)² = F²
625 + 625 = F²
1250 = F²
F = 35,4 N
2
2
35,4 N
25 kg
m1
1,4 kg s kg
1,4 m/s
F
am
a
a
a
Calcule l’angle à l’aide de la tangente et trouve la direction.
25
tan 25
tan 1
45
Donc, la force nette sera de 35,4 N [S45º O] et l’accélération de 1,4 m/s² [S45º O].
7.
Données :
0
115 N S45 EF
0
220 N N45 EF
m = 2,5 kg
?a
Calculs :
Il faut résoudre à l’aide de composantes :
0
115 N S45 EF
1
0
1
1
cos
15 Ncos45
10,6 N
x
x
x
FF
F
F
1
0
1
1
sin
15 Nsin45
10,6 N
y
y
y
FF
F
F
Tu dois mettre un négatif à la composante y, puisqu’elle se trouve dans le quatrième quadrant (la force est vers le
bas).
0
220 N N45 EF

2
0
2
2
s
20 N cos45
14,1 N
x
x
x
F Fco
F
F
2
0
2
2
sin
20 Nsin 45
14,1 N
y
y
y
FF
F
F
Maintenant, on fait la somme des composantes x et des composantes y.
Composantes x : 10,6 N + 14,1 N = 24,7 N
Composantes y : - 10,6 N + 14,1 N = 3,5 N
On applique le théorème de Pythagore et on utilise la trigonométrie pour résoudre le triangle.
( 24,7 )² + ( 3,5 )² = F²
610,09 + 12,25 = F²
622,34 = F²
F = 25 N
3,5 N
tan 24,7 N
8
90 8 82   
Donc, la force nette sera de 25 N [ N 82º E ].
0
20
25 N N 82 E
2,5 kg
10 m/s N82 E
F
am
a
a
L’accélération du jouet est de
20
10 m/s N82 Ea
.