3ème OC Collège CALVIN OPTION COMPLÉMENTAIRE DE PHYSIQUE Série 1b : Les vecteurs Exercice 1 Calculez les composantes x et y de chacun des vecteurs décrits ci-dessous. a) Football américain – Un joueur, quart arrière, envoie le ballon à une vitesse de 15 [m/s] selon un un angle de 35° avec l’horizontale. b) Biceps – Un muscle biceps, soutenant l’avant-bras et un poids tenu dans la main, exerce une force de 100 [N] (voir figure). Le muscle forme un angle de 108° avec l’avant-bras. c) Approche d’un jet – Un jet approche une piste d’atterrissage selon un angle de 7,5° avec l’horizontale. À cet instant, sa vitesse est de 250 [km/h]. Exercice 2 Simulation de la gravité – La figure ci-dessous représente un appareillage simple servant à simuler les conditions de gravité (ou de pesanteur) existant sur des planètes autres que la Terre. Pour ce faire on attache une corde à un astronaute qui manoeuvre sur un plan incliné formant un angle θ avec l’horizontale. a) Si l’astronaute pèse 80 [kg], calculez les composantes x et y de sa force de pesanteur terrestre par rapport au repère représenté su la figure. b) La composante y de la partie a) correspond à la force de pesanteur sentie par l’astronaute par rapport au plan incliné. Sachant que la force de pesanteur de l’astronaute serait d’environ de 140 [N] sur la Lune et de 300 [N] sur Mars, calculez l’angle θ (à 0,01°près) que devrait faire le plan incliner pour simuler ces pesanteurs. Suite au verso ! 2 Exercice 3 Trajectoire et vitesse d’un avion – Un avion vole à la vitesse de 320 [km/h] selon un angle de 50° avec le Nord géographique. Un vent venant d’Ouest, souffle à la vitesse de 64 [km/h]. Ces données sont reprér r r r sentées sur la figure ci-dessous par les vecteurs p et w . La résultante p + w donne la direction et la vitesse de l’avion par rapport au sol. Déterminez cette résultante (intensité et direction).