4ème Sciences 3h (Physique) 4 Exercices (Chapitre I)
21. Une voiture peut accélérer d’environ 1,7 m/s². A ce rythme, combien de temps mettra-t-
elle à passer de 85 km/h à 100 km/h ?
[Réponse : t = 2,45 s]
22. Il est important de déterminer les distances d’arrêt d’une voiture quand on planifie la
circulation et les mesures de sécurité routière. Pour résoudre ce problème, il faut le scinder
en deux parties et considérer :
a) Premièrement, le temps qui s’écoule entre la décision d’appliquer les freins et le
freinage lui-même (le « temps de réaction »), pendant lequel on suppose que a = 0.
Normalement, le temps de réaction des conducteurs varie entre approximativement
entre 0,3 s et environ 1,0 s. On supposera ici qu’il est de 0,5 s.
b) Deuxièmement, la durée de freinage, pendant laquelle le véhicule ralentit (a < 0).
La distance d’arrêt dépend du temps de réaction du conducteur, de la vitesse initiale de la
voiture (la vitesse finale étant zéro) et de son rythme de décélération. Sur une route sèche,
de bons freins ralentissent une automobile d’environs 5 à 8 m/s². On effectuera les calculs
en supposant une décélération de 6 m/s² pour une vitesse initiale de 100 km/h. Quelle est
la distance d’arrêt de cette voiture ?
[Réponse : x = 64,3 m]
23. Faire un tableau de la distance d’arrêt d’une automobile dont la vitesse initiale est de
50 km/h si le conducteur met 0,8 s à réagir pour une décélération a = –4 m/s². Prendre un
intervalle de temps de 0,4 s.
[Réponse : x = 35,2 m]
Section 4.6 (Chute libre) :
24. 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]
25. 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 ?
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]
26. 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]
27. 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 la vitesse initiale identique aux deux endroits.
[Réponse : xL = 168 m]
28. Une balle de pistolet est tirée en l’air à une vitesse de 700 m/s. Si elle part du niveau du
sol, quelle hauteur atteint-elle ? Combien de temps met-elle pour retomber au sol ? On ne
tient pas compte de la résistance de l’air.
[Réponse : h = 25 km ; t = 142,7 s]
29. Quelqu’un jette une pierre du toit d’un édifice élevé. Il en jette une autre 1 s plus tard. A
quelle distance se trouve les deux pierres l’une de l’autre lorsque la seconde a atteint une
vitesse de 23 m/s ? [Réponse : x = 27,9 m]