chap7-impulsion_et_conservation_exos_2s

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2S Cours Physique
Chap7 : IMPULSION D’UN SYSTEME / CONSERVATION DE L’IMPULSION : EXERCICES
Ex1 :
a) Calculer la valeur de la quantité de mouvement d’'une balle de fusil de masse 20 g et de vitesse 500 m/s.
b) A quelle vitesse faut-il lancer une boule de pétanque de masse 1,0 kg pour posséder la même quantité de mouvement.
Ex2 : Un chien de 10 kg se trouve sur un radeau de 25 kg. Initialement le radeau et le chien
sont immobiles. Puis le chien commence à marcher vers la gauche avec une vitesse de 6,0 m/s.
Quelle est la vitesse (direction, sens et valeur) du radeau ?
Ex3 : Un individu de 75 kg, tenant dans ses mains un ballon de 4,0 kg, glisse vers l'est à une vitesse de 2,0 m/s sur une surface gelée
sans frottement. L'individu lance alors le ballon à une vitesse de 10 m/s (par rapport à la surface glacée).
a) Quelle est la nouvelle vitesse de l'individu si le lancer du ballon est dirigé vers l'ouest ?
b) Quelle est la nouvelle vitesse de l'individu si le lancer du ballon est dirigée vers l'est ?
Ex4 : Un neutron vient frapper, à la vitesse vn = 106 m/s, un noyau d'hélium (particule α) immobile. Le noyau d'hélium est projeté dans
le sens du mouvement initial du neutron à la vitesse vα = 4,0·105 m/s, tandis que le neutron rebondit dans le sens inverse, à la vitesse
v’n = 6,0·105 m/s. Faire une figure de la situation et calculer la masse de la particule sachant que celle du neutron est 1,67.10-27 kg.
Ex5 : Deux masses, mA = 1,0 kg et mB = 3,0 kg se dirigent l'une vers l'autre avec des vitesses dont la norme est la même (4,0 m/s).
a) Si après la collision, la vitesse de la masse mA est de 2,0 m/s dans le sens contraire de sa vitesse initiale, quelle est la vitesse
(direction, sens et valeur) de la masse mB après la collision ?
b) Quelle est la quantité d'énergie cinétique perdue lors de cette collision ?
Ex6: Une balle de fusil de masse m = 30 g entre en contact avec un bloc de masse M = 1,0 kg initialement
immobile (voir figure). Après la collision, la balle demeure à l'intérieur du bloc.
a) Si la vitesse de la balle est de 220 m/s au moment du choc, quelle est la vitesse de l’ensemble
(balle + bloc) juste après le choc (direction, sens et valeur)?
b) Quelle est la hauteur maximale atteinte par l'ensemble si on néglige les frottements de l’air ?
c) Quel pourcentage de l'énergie cinétique initiale de la balle est dissipé (perdu) lors de la collision ?
Ex7 : Deux boules de billard de même masse progressent suivant des directions qui
font un angle de 60° entre elles avec des vitesses respectives v1 = 1,0 m/s et v2 = 0,80
m/s (voir figure). Après le choc, la boule (2) part avec un angle de 45° par rapport à sa
direction initiale, à la vitesse v'2 = 0,60 m/s.
a) Déterminez la vitesse (direction, sens et valeur) de la boule (1) après le choc.
b) Le choc est-il parfaitement élastique ?
Ex8: Le pendule balistique
On utilise un pendule pour mesurer la vitesse de certains objets, comme des balles de
fusil par exemple. Quand l’objet entre en collision avec le pendule initialement au
repos, il donne une certaine vitesse au pendule qui monte alors jusqu’à un certain
angle maximum.
Voici une vidéo montrant un pendule balistique en action. http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=cVjxn4KjOb4
Avec l’angle, on peut déduire la vitesse de l’objet avant la
collision avec le pendule. C’est ce qu’on fera ici
Une balle de masse m1 = 35 g se déplaçant vers la droite vient
se loger dans un bloc de bois de masse m2 = 2,0 kg qui pend au
bout d’une corde de 160 cm. Le pendule monte ensuite jusqu’à
un angle de 40°. Quelle est la vitesse de la balle ? On négligera
les frottements de l’air.