PTSI โฃExercices โ Mยดecanique 2009-2010
Calculer ๐en tours par minute, si ๐= 5 ๐et si lโaccยดelยดeration obtenue a pour valeur 6๐.
(๐= 9,81 ๐.๐ โ2)
Rยดep. : ๐โ3,43 ๐๐๐.๐ โ1
Ex-M1.4 Q.C.M. sur lโaccยดelยดeration :
Pour chacune des questions, indiquer les propositions exactes :
1) Le vecteur accยดelยดeration dโun point ๐:
a) est ยดegal `a la variation de la vitesse par unitยดe de temps ;
b) est ยดegal `a la dยดerivยดee par rapport au temps du vecteur vitesse instantanยดee ;
c) poss`ede, lorsquโon lโexprime dans une base orthonormยดee, des coordonnยดees obtenues en dยดerivant
les coordonnยดees correspondantes du vecteur vitesse.
2) Le vecteur accยดelยดeration dโun point ๐en mouvement rectiligne accยดelยดerยดe est :
a) toujours portยดe par la trajectoire ;
b) de mหeme sens que le vecteur vitesse ;
c) toujours de valeur constante.
3) Le vecteur accยดelยดeration dโun point ๐se dยดeplaยธcant sur une trajectoire curviligne est :
a) tangent `a la trajectoire ;
b) dirigยดe vers lโintยดerieur de la trajectoire ;
c) nul si la vitesse de ๐est constante.
4) Lโunitยดe de mesure de lโaccยดelยดeration est : a) ๐.๐ 2b) ๐2.๐ 2c) ๐.๐ โ2.
Rยดep. : cf. p. 4.
Ex-M1.5 ยด
Elยดements cinยดetiques et base cartยดesienne [P9/255]
On consid`ere un point ๐en mouvement dont les coordonnยดees cartยดesiennes sont, `a chaque ins-
tant : ๐ฅ(๐ก) = ๐0๐ก2+๐ฅ0,๐ฆ(๐ก) = โ๐ฃ.๐ก et ๐ง(๐ก) = ๐ง0, avec ๐ฅ0= 1 ๐,๐ง0=โ1๐,๐0= 2 ๐.๐ โ2et
๐ฃ= 3 ๐.๐ โ1
1) Dยดeterminer les composantes des vecteurs vitesse et accยดelยดeration dans la base cartยดesienne.
2) Calculer la norme de la vitesse de ๐`a la date ๐ก= 2 ๐ .
3) Calculer la norme de lโaccยดelยดeration de ๐`a la date ๐ก= 1 ๐ .
Rยดep. : 2) ๐ฃ(2 ๐ ) = 8,5๐.๐ โ1;3) ๐(1 ๐ ) = ๐= 4 ๐.๐ โ2
Ex-M1.6 ยด
Elยดements cinยดetiques et base cylindrique [P9/255]
On consid`ere un point ๐en mouvement dont les coordonnยดees cylindriques sont, `a chaque ins-
tant : ๐(๐ก) = ๐0๐ก2+๐0,๐(๐ก) = ๐.๐กโ๐0et ๐ง(๐ก) = โ๐ฃ.๐ก, avec ๐0= 1 ๐,๐0=๐ ๐.๐ โ2,๐= 3 ๐๐๐.๐ โ1,
๐0= 2 ๐๐๐ et ๐ฃ= 2 ๐.๐ โ1.
1) Dยดeterminer les composantes des vecteurs vitesse et accยดelยดeration dans la base cylindrique.
2) Calculer la norme de la vitesse de ๐`a la date ๐ก= 1 ๐ .
3) Calculer la norme de lโaccยดelยดeration de ๐`a lโinstant initial (๐ก= 0).
Rยดep. : 1) โโโโ
๐ฃ๐/โ= 2๐0๐กโโ
๐๐+๐(๐0๐ก2+๐0)โโ
๐๐โ๐ฃโโ
๐๐ง;โโโโ
๐๐/โ= (2๐0โ(๐0๐ก2+๐0)๐2)โโ
๐๐+ 4๐0๐ก๐โโ
๐๐;
2) ๐ฃ(1 ๐ ) = 6,6๐.๐ โ1;3) ๐(0) = 7 ๐.๐ โ2
Ex-M1.7 Mouvement elliptique (รCf Cours 2ePยดeriode)
Lโยดequation polaire dโune ellipse avec origine au foyer est : ๐=๐
1 + ๐cos ๐
o`u pnote le param`etre et e, lโexcentricitยดe de lโellipse.
1) Pour un satellite, P est le pยดerigยดee et A est lโ apogยดee.
โDยดeterminer les expressions de rPet rA.
2) Sachant que le mouvement est tel que ๐2ห
๐=๐๐ ๐ก๐ =๐ถ,
dยดeterminer lโexpression de โโ
๐ฃsur la base (โโ
๐๐,โโ
๐๐). Cette
expression sera donnยดee en fonction de la seule variable ๐.
3) Dยดeterminer โโ
๐ฃen ๐= 0,๐
2, ๐, 3๐
2. Reprยดesenter, en chacun de ces points, โโ
๐ฃ,โโ
๐๐et โโ
๐๐. En
quel point de la trajectoire la vitesse est-elle maximale ? minimale ?
Rยดep. : 2) โโ
๐ฃ=๐ถ๐sin ๐
๐โโ
๐๐+1 + ๐cos ๐
๐โโ
๐๐;3) ๐ฃ2=๐ฃ2
๐+๐ฃ2
๐=๐ถ2
๐2(1 + ๐2+ 2๐cos ๐).