Physique 5043 - Commission scolaire de Laval

Commission scolaire
des Laurentides
CORRIGÉ
Physique 5043
Forme A
FORCE ET ÉNERGIE
PHYSIQUE 5043 PRETEST
Préparé par Isabelle Lapierre Janvier 2003

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Physique 5043
Prétest
(Forme A)
Force et énergie
1. Dites si les énoncés suivants sont vrais ou faux. Corrigez chaque énoncé faux de
façon à le rendre valide.
A. Sur la lune, si on laisse tomber une pierre et une plume d'une hauteur de 3 m, les 2 objets
arriveront en même temps au sol. Vrai
B. Sur le Terre, Jérôme a un certain poids. Il affirme que sur Mars son poids sera identique
puisque le poids est invariable d'un endroit à l'autre. Faux
C. Comme le rayon de la Terre au pôle est inférieur au rayon de la Terre à l'équateur, la
gravité est plus grande à l'équateur qu'au pôle. Faux
D. La force attractive combinée de la lune et du soleil sur la Terre est responsable du
phénomène de marées. Vrai
E. D'après la loi de la gravitation universelle de Newton, si la distance entre 2 corps diminue
de moitié, la force augmente du double. Faux
F. Les facteurs influençant la grandeur de la force d'attraction entre 2 corps sont la masse des
objets en présence et la distance qui les sépare. Vrai
B. … sa masse … puisque la masse est invariable.
C. … la gravité est plus faible…
E. … la force augmente de 4.
(3 bonnes corrections = 2 points, 2 bonnes = 1 point, 1 bonne = 0 point)
3 points
2.
F
_ _300 _ _ _
A) Trouvez les énoncés faux.
1) Le Newton est l'équivalent du kg  m/s2. Vrai
2) La variation de la quantité de mouvement d'un corps est proportionnelle à la force nette
appliquée. Cet énoncé s'applique à la deuxième loi de Newton. Vrai
3) L'angle de 300 n'a pas d'influence sur la force avec laquelle l'objet est tiré. Faux
4) Si la force F disparaissait, aucune force n'agirait sur l'objet donc, il serait en équilibre de
translation. Faux
5) Le fait de tirer l'objet vers la droite provoque une réaction vers la gauche. Vrai
6) Un corps ne peut pas être déformé par une force car celle-ci dépend seulement de la
masse d'un corps et de son accélération. Faux
(0 ou 1 point)

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B. Justifiez les énoncés vrais.
1. Puisque F= ma donc, 1N = 1kg  m
s2
N = kg x m
s2
2. On sait que F = ma et p = mv
F = m v p = v
t m
F = m p F = p
m  t t
5. À toute action, il y a réaction (3e loi de Newton)
(3 bonnes justifications = 2 points, 2 bonnes = 1 point, 0 ou 1 bonne = 0 point)
3 points
3. Lorsque l'on met les substances suivantes dans l'eau (densité = 1), les résultats
observés sont :
densité
substance
effet
0.92
glace
flotte
7.80
fer
coule
0.68
essence
flotte
11.3
plomb
coule
2.49
chlore
coule
0.92
huile
flotte
A. Que pouvez-vous dire de ces résultats?
Lorsque la densité d'un objet est supérieure à celle du liquide déplacé, l'objet s'enfonce.
Lorsque la densité d'un objet est inférieure à celle du liquide déplacé, l'objet flotte.
(0 ou 1 point)
B. Comparez la flottaison de la glace à celle de l'huile.
Le poids du liquide déplacé (l'eau) est identique pour l'huile et la glace, car leur densité est
pareille. (0 ou 1 point)

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C. Si les substances étaient placées dans l'alcool (densité = 0,79), quel serait l'effet sur la
flottaison de chacun?
substance
effet
glace
coule
fer
coule
essence
flotte
plomb
coule
chlore
coule
huile
coule
(0 ou 1 point)
3 points
4.
Une bille part de la position 1 pour se retrouver à la position 5. Décrivez ce qui se
passe des positions 1 à 5 en terme d'énergie cinétique, d'énergie potentielle et de
conservation de l'énergie. Considérez qu'il n'y a aucune force de frottement.
Position 1 : L'énergie totale = Énergie potentielle (Et = Ep = mgh)
Position 2 : L'énergie totale = Énergie potentielle qui a diminué + Énergie cinétique qui
apparaît. (Et = Ep + Ek + = mgh'+ ½ mv12)
Position 3 : L'énergie totale = É cinétique maximale car la bille est au sol
(Et= Ek' = ½ mv2max)
Position 4 : L'énergie totale = É cinétique maximale car il n'y a aucun frottement.
(Et = Ek' = ½ mv2max)
Position 5 : L'énergie totale = É cinétique qui diminue et É potentielle du ressort qui
augmente. (Et = Ek2' + Epk = ½ mv22 + ½ kl2
(5 bonnes explications = 5 points, 3 ou 4 bonnes = 2 points,
2 bonnes = 1 point, 0 ou 1 bonne = 0 point)
3 points
5. Les routes de campagne sont en mauvais état à cause des véhicules lourds qui y
circulent.
A. Quel moyen pourrait-on prendre pour que les véhicules lourds aient un effet moindre
sur les routes de campagne?
Exemples de bonne réponse : - augmenter le nombre de roues;
- diminuer les cargaisons.
(0 ou 2 points)
1
2
3
4
5

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B. Justifiez à l'aide de la définition de pression.
Puisque P = F/A, la force appliquée par le camion ne varie pas mais elle est divisée sur plus
de roues. L'aire est plus grande. Si A augmente, P diminue puisque c'est inversement
proportionnel. (0 ou 1 point) 3 points
6. Voici un objet en chute libre à différents moments :
Fr
Fr
Fg
Fg
Fg Fg = Fr
temps = 0 seconde temps = 2 secondes temps = 3 secondes
(vitesse limite)
(0 ou 1 point)
A. Sur les 3 schémas, indiquez le point d'application des forces.
B. Proposez 2 moyens de diminuer le frottement :
Changer la forme de l'objet ou la rugosité de sa surface. Sinon, changer sa masse.
(0 ou 2 points)
C. Quelles seraient les conséquences d'une diminution de frottement sur le mouvement
de l'objet?
L'objet tombera plus rapidement car Fg sera supérieure à Fr qui la freine.
(0 ou 1 point) 4 points
7. Voici plusieurs ressorts :
Ressort A : Au repos, il mesure 5 cm. Il s'allonge de 3 cm quand une masse de 200 g est
accrochée sur lui.
l = 0.03 m Fg = mg F = kl
m = 0.2 kg Fg = 0,2 x 9.8 1.96 = Kx0.03
Fg = 1.96N k = 65.3N/m
Ressort B : Au repos, il mesure 10 cm. Lorsqu'une force de 5N est appliquée sur lui, sa
longueur est de 10,2 cm.
l = 0.002 m F = kl
F = 65N 65 = k x 0.002
k = 32 500 N/m
Ressort C : Au repos, il mesure 20 mm. Une masse de 0.5 kg provoque une déformation
de 2.5 mm.
m = 0.5 kg Fg = mg F = kl
l = 0.0025 m Fg = 0.5x9.8 4.9 = k x 0.0025
Fg = 4.9N k = 1960 N/m