Corrigé du prétest

Pré-test A
Phy-5042
Corrigé
1) 2 et 3 sont vrais
Énoncés faux
Corrections
1
Comme l’observateur est lui aussi en mouvement il est possible que les deux planètes
se déplacent dans le même sens. En effet, si Mars se déplace plus lentement que la
Terre on aura l’impression qu’elle recule et si Vénus se déplace plus rapidement que
la Terre on aura l’impression qu’elle avance.
4
Le cascadeur doit sauter au moment où le bateau est sous le pont, ou même avant,
cela en fonction de la largeur du pont, de sa hauteur et de la vitesse du bateau.
2) a et c sont faux.
Énoncés faux
Corrections
a)
Si le point de départ et le point d’arrivé de deux mobiles sont les mêmes, les deux
mobiles n’ont pas obligatoirement parcouru la même distance même si leur
déplacement est identique.
a)
Lorsque le point de départ et d’arrivée d’un mobile sont confondus le déplacement
est nul.
3) Il suffirait chronométrer le déplacement du satellite pendant un certain temps et d’évaluer sa
distance parcourue pendant ce temps à l’aide de la formule de l’arc d’un cercle. On aurait
par la suite la vitesse en divisant la distance par le temps.
4) Réponses :
situation 1 = graphique 7
situation 2 = graphique 6
situation 3 = graphique 5
situation 4 = graphique 4
Justificattion :
Plus la surface est rugueuse plus il y aura de frottement entre la balle et le sol et plus la
vitesse de la balle diminuera rapidement.
Phy-5042
Pré-test A
Corrigé
5) 3 et 4 sont vrais.
Justification
Énoncés vrais
3
Dans la formule de la quantité de mouvement (p = mv), on voit que celle-ci est
proportionnelle à la masse. C’est donc dire que pour des vitesses égales la quantité de
mouvement augmentera avec la masse.
4
En décomposant la quantité de mouvement selon x (direction de la boule en
mouvement) et y (direction perpendiculaire ), on a une quantité de mouvement totale
nulle selon y et cela, avant et après la collision. Or la boule qui était en mouvement
poursuit sur la même trajectoire est n’est pas en mouvement selon y mais selon x. La
deuxième boule ne peut être en mouvement que selon x car sinon la quantité de
mouvement totale selon y serait différente de zéro.
6) a) Le graphique 1. Dans un mouvement rectiligne uniforme la position augmente de façon
linéaire, la vitesse est constante et l’accélération est nulle.
b)
Situation 1
Graphique 2 : position-temps
Graphique 4 : vitesse-temps
Situation 2
Graphique 1 : position temps
Graphique 2 : vitesse-temps
Graphique 4 : accélération-temps
Situation3
Graphique 3 : accélération-temps
7) 1)- C, 2) - D
Justification
Énoncés vrais
1)
En calculant la vitesse P2  P1/T2  T1 pour chacun des intervalles du tableau C, on
note que la vitesse est constante (v = -0,15m/s), ce qui traduit bien un mouvement
rectiligne uniforme, de plus en extrapolant la donnée à zéro seconde, on trouve une
position initiale de 0,45m.
2)
En calculant la vitesse pour chacun des intervalles du tableau D, on note que la vitesse
augmente de façon constante : 2,4 m/s à chaque dixième de seconde soit l’équivalent de
24m/s à chaque seconde.
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Pré-test A
Corrigé
8) a) Par la méthode des composantes
étapes
1
Δs x
-(cos 45 º x 7 km) = -4.9 km
ou
cos 225 x 7 km = -4.9 km
Δs y
-(sin 45º x 7 km) = -4.9 km
ou
sin 225º x 7 km = -4.9 km
2
cos 60 º x 5 km = 2.5 km
ou
º
cos 300 x 5 km = 2.5 km
0 km
-2.4 km
-( sin60º x 5 km) = -4.3 km
ou
sin 300º x 5 km = -4.3 km
-4 km
-13.2 km
3
Total
Δs =
2
13.2
 2.4 = 13.4 km
2
2,4
tan  
13.2
 5,5
2,4
  79 .7
13.2

Le déplacement est de 13.4 km à 79.7 º au sud de l’ouest

graphiquement
0.5 cm = 1 km
b) Quelle distance auront-ils parcourue à la fin du week-end?
7 km + 5 km + 4 km + 13.4 km = 29.4 km
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Pré-test A
corrigé
9) Schéma de la situation :
Vi = + 3m/s
On voit que la mallette a
une vitesse initiale de 3 m/s
vers le haut et qu’elle subit
une décélération de 9,8 m/s2.
g = - 9,8m/s2
On cherche à quelle hauteur à partir
du plancher la mallette cessera-t-elle de monter. Pour le trouver on peut utiliser la
formule suivante :
h = vi t + ½ g t 2
On ne sait pas le temps de la
montée, mais on sait qu’au sommet de sa course la vitesse sera de 0 m/s; ceci signifie
que le changement de vitesse sera de –3 m/s. En effet :
Δv = vf – vi = 0 m/s – 3m/s = -3m/s
Avec cette nouvelle donnée on peut aisément calculer le temps de montée,
puisque :
Δv = g t
→
t = Δv / g = -3,0 m/s / -9,8 m/s2 ≈ 0,3 s
Ceci nous permettra de calculer la hauteur.
h = vi t + ½ g t 2
= (3,0 m/s) (0,3 s) + ½ (-9,8 m/s2 )( 0,3 s)2
= 0,9 m + - 0,44 = 0,46m
Rép.: La mallette atteindra une hauteur de 0,46m au-dessus du plancher de
l’ascenseur.
4
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Pré-test A
corrigé
10) Solution :
 Calcul de la vitesse de marche de madame Lachance :
3000 m
 0.83 m s
3600 s

Calcul du temps mis par le hochet pour atteindre la hauteur de la tête de
madame Lachance :
1 2
at  v i  si
2
1
148.5  x  9.8 x t 2  0  0
2
s
f

148.5   4.9 x t2
148.5
 t2
4.9
30.31  t 2
5.51s  t

Calcul de la position de madame Lachance après 5.51 s :
s  t x v
s  5.51s x 0.83m s
s  4.57 m
Madame Lachance aura parcouru 4.57 m et se trouvera donc à 1.43 m (6 - 4.57 = 1.43)
du lieu de chute. Elle évitera l’accident
5
Phy5042
Pré-test A
corrigé
11) Solution :
Schéma de la situation :
v=?
80m
28°
256m
On décompose le problème.
Selon y : Considérons d’abord la montée.
Δy = 80m
g = -10m/s2
vi y = ?
t=?
vf y = 0m/s
comme c’est un MRUA, on peut utiliser les formules suivantes :
vi y2 + vf y2 = 2 g t
Δy = viy t + ½ g t2
Δy = (viy + vfy ) t
2
On voit ici qu’à chaque fois il y a deux inconnues. Considérons maintenant la descente.
vfy - viy = g t
Δy = -80m
g = -10m/s2
vi y = 0m/s
t=?
vf y = ?
ici, on contourne le problème :
Δy = viy t + ½ g t2
→
-80m = 0 + ½ (-10m/s2) t 2
-80m (2 ) / -10m/s2 = t 2
16 s2 = t 2
4s = t
Selon x : on a ici un MRU
vx = d/t
→
vx = 256m/8s = 32 m/s
Calcul de v :
vx = v cos θ =
→
v = vx / cos θ = 32m/s / cos 28° ≈ 36,2 m/s
Rép.: La vitesse doit être de 36,2 m/s.
6
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Pré-test A
corrigé
12) Solution :
20 photos à la seconde donc1\20 = 0,05 secondes entre chaque photo.
Échelle du dessin 4cm = 1m
Avant la colllision

Vitesse du chariot noir :
Distance parcourue :
4cm 2cm

.
1m
x
Vitesse du chariot : v 

s 0,5 m

 10 m s
t 0,05 s
4 cm 3,5 cm
.

1m
x
Vitesse du chariot : v 
3,5 cm x 1m
 0,875 m
4 cm
x
s 0,875 m

 17,5 m s
t
0,05 s
Après la collision
Vitesse du chariot noir :
Distance parcourue :
4cm 4cm

.
1m
x
Vitesse du chariot : v 

2 cm x 1m
 0,5 m
4 cm
Vitesse du chariot gris :
Distance parcourue :

x
x
4 cm x 1m
 1m
4 cm
s
1m

 20 m s
t 0,05 s
Vitesse du chariot gris :
Distance parcourue :
4 cm 2,5 cm
.

1m
x
Vitesse du chariot : v 
x
2,5 cm x 1m
 0,625 m
4 cm
s 0,625 m

 12,5 m s
t
0,05 s
Calcul de la masse du chariot gris :
mv  m v  mv  m v
2 kg x 10 m s  m x  17.5 m s  2 kg x  20  m x 12,5 m s
20   17.5m   40  12,5m
60  30m
Réponse : la masee est de 2Kg
m = 2kg
1
1
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
7
Phy5042
Pré-test A
corrigé
13) Avec la notion de vecteur on comprend que peu importe que le bateau avance ou qu’il
soit immobile, l’objet lancé aura la même composante vitesse horizontale (vecteur)
que le bateau. Il est alors tout à fait normal que l’objet tombe au même endroit dans
les deux cas. La notion de vecteur nous démontre bien l’avancement de la
compréhension des phénomènes observés.
14) Les collisions entre les boules de billard sont un exemple de collisions élastiques. La
masse, la direction et la vitesse des boules avant la collision devront être prises en
considération pour calculer leur trajectoire et leur vitesse après une collision entre
deux boules ou une collision entre une boule et la bande. Le frottement entre les
billes et entre les billes et le tapis devra aussi être pris en considération. Si la table de
billard n’est pas au niveau il y aura accélération et celle ci devra être pris en
considération. Pour inclure plusieurs niveaux de difficultés dans le jeu on pourrait
introduire la possibilité de frapper les billes dans un plan autre que le plan horizontal
ou introduire la possibilité que les billes aient également un mouvement de rotation.
Dans ce cas toute une autre série de paramètres physiques devront être inclus.
15) Réponses : Plusieurs réponses sont possibles.
On a mis quelques exemples de bonnes réponses.
a) ► Avant l’apparition du TGV le tracé des lignes de voies ferrées était plus
limité à cause de la faible puissance des locomotives.
► Les gens qui habitaient loin de leur lieu de travail devaient soit utiliser leur
automobile pour arriver à temps ou partir beaucoup plus tôt en train.
b) ► Il est maintenant possible d’habiter loin de son travail sans avoir recours à
l’automobile.
► Il y a eu une diminution des passagers d’avion.
c) Avant l’apparition du TGV, il était pratiquement impensable pour une
personne habitant à un bout de la France d’aller visiter des amis à l’autre bout
du pays lors d’un long congé, par exemple 4 jours. On peut maintenant le
faire aisément et en profiter amplement (peu de perte de temps). Ces
distances qui tantôt paraissaient infranchissables sont maintenant devenues
anodines.
8