Chap 9 : Forces et accélérations en translation

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Exercices 1
Physique
Chimie
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TRANSPORT
EXERCICE 1 : (I. Principe d’inertie)
Voici dingo, un chien de 50 kg maladroit qui se balade dans
les gorges du Verdon.
1) Pourquoi, sur la figure de gauche, Dingo ne tombe pas ?
2) Positionner les forces sur les figures ci-contre.
3) Indiquer la relation vectorielle (fig. à gauche) :
4) En projetant la relation vectorielle sur l’axe (Oz), en déduire l’intensité de réaction normale du sol RN.
EXERCICE 2 : (I. Principe d’inertie)
Une petite voiture de 100 g, positionnée sur un plateau à 30°, est maintenue en équilibre par un
dynamomètre indiquant une force F=0,5 N. (on prendra comme intensité de la pesanteurs g  10 kg/N )
1) Citer les forces appliquées sur la voiture. Les positionner qualitativement sur la photo à gauche.
2) Calculer l’intensité du poids :
3) Indiquer la relation vectorielle entre les forces en équilibre :
4) Représenter les forces sur le schéma de droite depuis le centre de gravité de la voiture en respectant
l’échelle.
=30°
Echelle : 2 cm/N
Axe (Oz)

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EXERCICE 3 : Corps en mouvement rectiligne uniforme (I. Principe d’inertie)
Un traineau et son chargement de masse totale 140 kg est tiré par 12 chiens développant chacun une
force de 80 N. Le traineau avance à vitesse constante frottant sur la neige. On négligera les frottements
de l’air mais pas ceux de la neige sur le traineau.
1) Citer les forces appliquées sur les créneaux. Les positionner qualitativement sur la photo ci-dessus.
P
:
N
R
:
chiens
F
:
f
ou
T
R
:
2) Calculer l’intensité du poids :
3) Calculer L’intensité de la force de traction :
4) Déterminer les intensités des forces
N
R
et
T
R
? Justifier.
5) Sur le schéma ci-contre, représenter les
forces à l’échelle à partir du centre de
gravité :
6) En déduire la représentation de la réaction résultante du sol :
TNSol RRR 
7) Calculer l’intensité de la réaction résultante du sol :
Echelle : 1 cm / kN

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EXERCICE 4 : Frottements fluides (I. Principe d’inertie)
Un parachutiste en chute libre stabilise sa vitesse grâce aux
frottements fluides de l’air.
1) Quelles sont les forces appliquées sur l’homme ?
Les représenter.
2) Que se passe-t-il s’il ressert les bras ? Expliquer.
3) De quels paramètres dépendent les frottements fluides ?
EXERCICE 5 : Chute d’un corps (II. Principe fondamental de la dynamique)
Un homme de 72 kg plonge d’une hauteur de 26 m. Les
frottements fluides de l’air sont négligés ainsi que la vitesse
initiale du plongeur. On donne g=9,81 N.kg-1
1) Représenter la ou les force(s) appliquée(s) sur l’homme (sur la
croix rouge)
2) Indiquer la relation fondamentale de la dynamique. En
déduire l’accélération de l’homme.
3) A l’aide d’une relation littérale du cours (II), calculer la durée
de la chute t.
4) A l’aide d’une relation littérale du cours (II), calculer la vitesse du plongeur en km.h-1 lorsqu’il
pénètre dans l’eau.
L’intensité des frottements fluides augmentent proportionnellement avec le carré de la vitesse v².
Les frottements fluides s’opposent au mouvement.
Axe (Oz)

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EXERCICE 6 : Avion de ligne (II. Principe fondamental de la dynamique)
Etude technique de l’airbus A320-200
Nombre de passagers : 180 places
Poussée de croisière : 120 kN
Vitesse de croisière : 950 km.h-1
Charge moyenne: 70 t
Distance franchissable :6112 km
L’avion est soumis à 4 forces :
- Le poids
P
;
- la poussé des réacteurs
F
- La portance de l’air
0
p
- La trainée
f
due aux frottements fluides de l’air.
Les frottements fluides sont proportionnels au carré de la vitesse : f=k. v² (notion de cours à apprendre)
L’avion vole à sa vitesse de croisière :
1) Représenter les forces appliquées sur l’avion.
2) Déterminer l’intensité de la trainée. En déduire le coefficient de proportion k . Préciser son unité.
Le commandant pousse les réacteurs à 135 kN .
3) Déterminer l’accélération.
En supposant que le commandant maintienne l’accélération constante pendant 50 s.
a) Quelle distance l’avion aura parcouru pendant cette phase d’accélération ?
b) Calculer la vitesse à la fin de la phase d’accélération, ainsi que l’intensité de la trainée ?