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Recueil d’exercices de Physique à l’usage des élèves de 4e générale
Les élèves des grilles scientifiques (5h/s) doivent être capable de faire tous les exercices.
Les élèves des autres grilles (3h/s) doivent être capable de faire tous les exercices sauf ceux marqués
du signe **
1
Calcul de vitesse
1. Convertir les vitesses suivantes en m/s :
72 km/h ; 5km/h ; 30 km/s
2. Convertir en km/h :
10m/s ; 330m/s
3. Un athlète court un marathon(42,195 km) en 2h5min42s. Calculer sa vitesse moyenne.
4. Je pars de la maison à 8h20min30s. Le compteur de la voiture indique 437,2 km. Je me gare
près du bureau à 9h2min40s. le compteur indique 486,5km. Calculer la vitesse moyenne
durant le trajet (m/s et km/h).
5. **Lors d’une épreuve contre la montre de 20km, un cycliste parcourt les 10 premiers km à
40km/h de moyenne. Les 10 derniers sont en côte et il les franchit à 20km/h de moyenne.
Quelle est sa vitesse moyenne sur l’ensemble de l’épreuve ?
6. Convertir 108km/h ; 1000 km/h en m/s
7. Une limace rampe sur une distance de 20cm en 2 minutes. Exprimer sa vitesse moyenne en
m/s et km/h.
8. Häkkinen occupait en 1999 la pole position du grand prix d’Allemagne. Il avait, aux cours des
essais, effectué un tour du circuit (long de 6,823 km) en 1min42,95s. Vérifier qu’il a roulé
durant ce tour à la vitesse moyenne de 239 km/h.
9. **Un mobile parcourt 1km à 200km/h, puis 1km à 20km/h. Quelle est la vitesse moyenne sur
l’ensemble du trajet ?
10. Parti le 9 juin 2003 pour les 42,195 km du marathon d’Edimbourg, Lloyd Scott, un ancien
pompier de 41 ans a finalement franchi la ligne d’arrivée le 15 juin aux environs de midi
après 6 jours 4h30min56s d’efforts. Les journaux relatent qu’il a marché environ 9h par jour
à la vitesse moyenne de 800m/h. A sa décharge, il faut préciser qu’il était vêtu d’un
scaphandre de 60kg et que sa performance (le record du monde de lenteur) lui a servi à
recueillir des fonds pour une association s’occupant d’enfants leucémiques (il a lui-même
subi en 1989 une transplantation de moelle osseuse).
Vérifier que la vitesse moyenne donnée correspond bien à la réalité et calculer la vitesse
moyenne pour l’ensemble de l’épreuve.
11. Lors de l’Ironman de Malaisie du 23 février 2003, le vainqueur, Luc Van Lierde, a d’abord
nagé les 3,8 km en 47m54s. Il a ensuite mis 53s pour se changer une première fois,
enfourché sa bicyclette et roulé pendant 4h41min02s pour parcourir les 180,2km.
Finalement, après s’être changé en 1min55s, il a couru les 42,2 derniers km de l’épreuve en
2h59min33s. Calculer sa vitesse moyenne pour chacune des épreuves **et pour l’ensemble
du triathlon.
2
Solutions
1. 20 m/s ; 1.38 m/s ; 30000 m/s
2. 36 km/h ; 1188 km/h
3. 5.59 m/s ou 20.14 km/h
4. 19.48 m/s ou 70.15 km/h
5. 26.66 km/h
6. 30 m/s ; 277.77 m/s
7. 0.0016 m/s ou 0.006 km/h
8. 238,58 km/h -> la vitesse est correcte
9. 36.36 km/h
10. 284 m/h vitesse moyenne totale; 721 m/h en moyenne
11. nage : 2.59 m/s ; cyclisme : 10.68 m/s ; course : 3.91 m/s
vitesse moyenne : 7.37 m
3
MRU
1. Un homme marche en ligne droite jusqu’au coin de la rue pour poster une lettre. Là, il
rencontre un ami, bavarde quelques instants puis revient chez lui en courant toujours en
ligne droite. Tracer l’allure des graphiques x(t) et v(t).
2. Deux voitures partent en même temps de deux villes A et B distantes de 120km. Elles roulent
l’une vers l’autre. La voiture partie de A roule à 60km/h, celle partie de B à 90km/h.
Déterminer graphiquement et par calcul l’heure et la distance du croisement.
3. Deux automobiles A et B partent d’un même endroit sur la même route rectiligne. Elles
roulent dans le même sens. A part à 13h et B à 13h30. A roule à 80km/h et B à 110km/h.
Déterminer graphiquement et **par calcul l’heure et l’endroit de la rencontre.
4. Le graphique ci-contre représente les cinq étapes (A à E) du voyage d’un cycliste. Durant
quelle(s) étape(s) ….
a. Sa vitesse est-elle positive ?
b. Sa vitesse est-elle nulle ?
c. Sa vitesse est-elle négative ?
d. Sa vitesse a-t-elle la plus grande valeur positive ?
e. Le cycliste roule-t-il le plus vite ?
f. La plus grande distance est-elle parcourue ?
5. Le graphique ci-contre décrit le mouvement d’une voiture.
Tracez le graphique v(t) correspondant.
6. Deux voitures (1 et 2) roulent sur une même route (graphique cicontre)
a. Quelle est la voiture la plus rapide ?
b. Que se passe-t-il à l’instant t1 ?
7. Deux trains venant de deux gares A et B distantes de 400 km roulent l’un vers l’autre sur des
voies parallèles. Le premier, parti de A à midi, roule à 120 km/h. Le second, partit de B deux
heures plus tôt, roule à 80 km/h. Déterminer graphiquement **et algébriquement l’heure et
l’endroit du croisement.
8. Marc part de chez lui à 8h30 pour aller à la boulangerie qui se trouve à 100 mètres de là. Il
marche à vitesse constante et arrive à 8h31. Durant une minute il commande son pain et
repart ensuite vers son domicile à la même vitesse qu’en venant. À la moitié du chemin du
retour, il décide de s’acheter aussi une tarte. Il retourne donc à la boulangerie en marchant
deux fois plus vite que la première fois. Il achète sa tarte en 1 minute puis retourne chez lui
en courant à la vitesse de 5 m/s. Tracer le graphique x(t) correspondant à Marc. À quelle
heure arrive-t-il chez lui ?
4
9. **Tante Gertrude et tante Simone font les cent pas dans l’allée du parc. Cette allée rectiligne
mesure 10m de long et les deux dames commencent leur promenade en même temps aux
deux extrémités opposées de l’allée. La vitesse de tante Gertrude est constante et vaut 1m/s.
celle de tante Simone, tout aussi constante, n’est que de 80cm/s. Arrivées à une extrémité
de l’allée, elles repartent aussitôt dans l’autre sens. Tante Gertrude fait 3 fois l’aller-retour.
Combien de fois rencontre –t – elle Simone sur son chemin ? Résoudre graphiquement.
10. Une voiture roule à 100km/h
a) Quelle est la distance (en mètres) parcourue en une seconde ?
b) En combien de temps franchira-t-elle la distance Bruxelles - Ostende (115 km) ?
11. Quelle doit être la longueur d'une bande magnétique d'enregistreur pour permettre un
enregistrement d’1h30 à la vitesse de défilement de 4.5 m/min ?
12. Sachant que la distance moyenne Terre - Soleil est de 150 millions de km, calcule le
temps mis par la lumière pour y parvenir . La vitesse de la lumière dans le vide est de
3.108 m/s.
13.
a)
b)
c)
Un mobile parcourt 120m vers le nord, puis 60 m vers l'ouest.
Représente cette situation sur un graphique cartésien.
Quelle est la distance parcourue ?
Quelle est la valeur du déplacement ?
14. Quelle est la vitesse du mobile dans la portion suivante de son parcours ?
x(m)
1 2 3 4 5
15. En 1988, Carl Lewis battait le record du monde du 100 m plat en 9,92 secondes. Quelle a été
sa vitesse moyenne (on considère qu'il a effectué sa course à vitesse constante)?
16.En 1987, Alain Prost battait le record de vitesse sur le circuit de Spa-Francorchamps à la
vitesse de 213,260 km/h. En combien de temps a-t-il fait un tour de ce circuit de 6,940 km?
17.Les 500 miles d'Indianapolis sont une célèbre course automobile américaine. Le record de
vitesse était battu en 1986 lors d'une course qui avait duré 2h55'42". A quelle vitesse
moyenne (exprimée en miles/h) a tourné le vainqueur de cette course?
5
18. La planète Mars se trouve à la distance de ±250 millions de km de la Terre. Le 20 août 1975,
une sonde Viking 1 est partie de la Terre et s'est posée sur la planète Mars le 20 juillet 1976.
Calcule la vitesse moyenne de la sonde si l'on considère que le trajet a été effectué à vitesse
constante.
19. Un astronaute est déposé sur la planète Mars. Il voit apparaître un petit homme vert et
envoie un message par radio à la Terre pour savoir comment il doit réagir. Combien de temps
devra-t-il attendre la réponse si la Terre répond immédiatement à la réception du message?
(les ondes radio se propagent à la vitesse de 300.000 km/s)
20. La vitesse de la lumière est de ±300.000 km/s. Le soleil se trouve à 150 millions de km de la
Terre. Combien de temps met la lumière solaire pour faire le trajet Soleil-Terre?
21. Chez les mille-pattes, l’unité de distance est le p.p. (abréviation de « petit pas »). Lors d’une
course de haies disputée sur la distance de 1500 p.p., un mille-patte pulvérise le record en
58’ 32". Quelle a été sa vitesse moyenne (exprimée dans le système d’unité des millepattes).
22.
a) Etablis le graphique de la position en fonction du temps si l’on considère un
mouvement uniforme.
23.
b) En fait, la vitesse du champion n’a pas été tout à fait constante. Il a fait une course
relativement moins rapide pendant le premier quart d’heure que durant le reste du temps.
Montre qualitativement ce que devient le graphique dans ce cas.
24. Dans le système international d’unités, il n’existe pas d’unités de vitesse; elle s’exprime en
unités dérivées: le mètre/seconde. Chez les martiens, l’unité de vitesse est le « promptor » et
l’unité de temps est le « chronon ». Il n’existe pas d’unités de distance. En quelles unités
dérivées les martiens expriment-ils les distances?
25. Un lièvre et une tortue font la course. Ils courent tous-deux à une vitesse uniforme: 1 m/s
pour le lièvre et 0,2 m/s pour la tortue. La course a lieu sur un parcours rectiligne de 150
mètres. La tortue reçoit un avantage au départ: elle commence sa course à 120 mètres de la
ligne de départ.
Le graphique ci-contre représente la course. Indiques-y
1. les titres des axes et
2. à quel concurrent correspond chaque segment de droite. Justifie.
Recherche la position du lièvre après 60 secondes de
160
course. Où se trouve la tortue au même moment?
140
0ù se trouve le lièvre quand la tortue a parcouru 20
mètres?
120
100
Qui gagne la course? Explique.
80
Quelle serait la signification du graphique si on
inversait les axes (temps en ordonnée, position en
abscisse)?
60
40
20
0
0
30
60
90
120
150
6
P
o
s
i
t
i
o
n
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
26. Titi, Gros Minet et Speedy
Gonzalez font une course. Détermine
graphiquement la vitesse de chacun
d’eux en utilisant le graphique ci-contre.
Où se trouve chaque coureur
quand le chronomètre indique 20
secondes?
5
10
15
20
25
Temps
Petit Titi
Position en mètres
Gros Minet
Speedy
Temps en secondes
30
0ù se trouve le Speedy Gonzalez
quand le chronomètre démarre?
Quelle est la distance parcourue
par Gros Minet entre la 10e et la 20e
seconde?
Détermine graphiquement combien de temps Gros Minet a mis pour aller du point 20m au point
60m.
Raconte l’histoire de la course en te basant sur le graphique.
Établis graphiquement la vitesse de chaque coureur durant les 15 dernières secondes de la
course.
27. Le principe du radar est le suivant: on envoie une onde radio vers un obstacle quelconque et
on mesure le temps nécessaire à cette onde pour revenir à l’émetteur. L’onde radar voyage à
la vitesse de la lumière (300.000 km/s). Connaissant le temps de voyage et la vitesse de
l’onde, on peut déterminer la distance parcourue.
Le professeur Tournesol détecte un astéroïde qui se dirige vers la Terre. Un faisceau d’onde radar
met 4 minutes pour faire l’aller-retour jusqu’à l’astéroïde. A quelle distance se trouve cet
astéroïde?
28. Lancée le 20 août 1977, la sonde Voyager 2 a atteint Neptune situé à 4,5 milliards de km de la
Terre le 24 août 1989. Si le voyage vers Neptune s’est fait en ligne droite, quelle a été la vitesse
moyenne de cette sonde? Combien de temps mettaient alors les commandes envoyées à la
sonde depuis la Terre pour lui parvenir?
29. Un étudiant conduit une mobylette sur une route en ligne droite. Son mouvement est décrit
par le graphe ci-dessous. Représentez un graphe de la position en fonction du temps et un
graphe de l'accélération en fonction du temps. Quelle est la position finale de l'étudiant (t = 9 s) ?
7
30. Quelle a été la vitesse moyenne de Michaël Johnson lorsqu’il a établi le record du monde du
200m en 19,36s ?
31. Sachant que la distance moyenne Terre-Soleil est d’environ 150 millions de kilomètres,
calculer la durée mise par la lumière pour nous parvenir. (c=300000 km/s)
32. A quelle distance se produit un orage sachant qu’il se passe 6s entre la perception de l’éclair
et celle du tonnerre (vitesse du son 340m/s).
33. Un train long de 150m roule à la vitesse de 54km/h.
- Quelle est la durée de la traversée d’un tunnel long de 300m ?
- Pendant quelle durée chaque voyageur est-il dans le tunnel ?
(remarque : le train n’est pas assimilable à un mobile ponctuel)
34. En 1992, Miguel Indurain remporte en 1h12min21s un étape contre la montre du tour de
France longe de 64km. Le 1er belge Herman Frison termine 61e de l’étape en 1h21min15s.
- Calculer la vitesse moyenne d’Indurain et celle de Frison
- Si ces 2 coureurs avaient pris le départ en même temps, calculer à quelle distance de l’arrivée
se serait trouvé Frison quand Indurain franchissait la ligne d’arrivée.
35. Un train de 150m de long roule à la vitesse constante de 108km/h.
- Quelle est la durée de son passage devant une plaque de signalisation fixe ?
- Quelle est la durée du dépassement d’un bus de 12m de long roulant à la vitesse de
72km/h ?
- Quelle est la durée du croisement du train et d’un camion de 10m de long roulant en sens
opposé à la vitesse de 54km/h ?
(remarque : le train, le bus et le camion ne sont pas assimilables à un mobile ponctuel)
36. Pour le graphe de la position en fonction du temps x = f(t)
- Evaluer la vitesse du mobile aux instants t=0 et T=6s.
- Trouver l’instant auquel le mobile passe la borne 0
- Donner l’équation x(t) et construire le graphe de la vitesse v(t)
8
6
4
x(m)
2
0
-2
0
1
2
3
4
5
-4
-6
-8
37.
-
Pour le graphe de la vitesse en fonction du temps v(t)
calculer la distance parcourue entre les instants t=30s et t=2min.
faire le graphe x(t) sachant qu’après 1min, le mobile passe par la position x=30m
donner l’équation x(t)
V (m/s)
2
0,5
1
2
3
T(min)
8
38. Combien de temps pourrait au maximum gagner un conducteur sur 100km, si au lieu de
rouler à la vitesse constante de 120km/h, il roulait à 130 km/h ?
39. Un conducteur qui a de bon réflexe freine environ 0,4s après avoir vu l’obstacle. Quelle
distance est parcourue entre le moment où il voit l’obstacle et celui où il freine lorsqu’il roule
à la vitesse de 100 km/h ?
40. Pour les graphes x(t) suivants, donner
- Le type de mouvement
- Le n° du mobile qui a la plus grande vitesse
- Le n° du mobile qui effectue le plus grand déplacement en 20s
- La vitesse des différents mobiles
7
X2
6
x(m)
5
X3
X1
4
3
X4
2
1
0
0
5
10
15
20
25
30
t(s)
41. Un automobiliste effectue 40km en 30 min, ensuite il s’arrête durant 10 min puis roule à
nouveau 40 min à une vitesse moyenne de 120km/h.
- Quelle est la distance parcourue au total ?
- Calculer la vitesse moyenne sur le trajet
- Faire une représentation graphique de la position et de la vitesse en fonction du temps
42. Un Eurostar quitte Bruxelles en direction de Paris à 12h15min à la vitesse moyenne de
240km/h. Un Thalys quitte Paris à 12h30 avec une vitesse moyenne de 280km/h vers
Bruxelles. La distance entre les deux villes est de 300km.
Trouver graphiquement et par calcul le lieu et l’heure du croisement des trains
43. Deux escargots se mettent en route l’un vers l’autre dès 8h du matin. Il sont séparés par 8m
de distance. Le premier fait 50cm chaque demi-heure et le second avance de 20cm en 20min.
A quelle heure se rencontreront-ils et à quelle distance du point de départ du premier ?
44. Un train quitte Cologne à 8h10 à la vitesse moyenne de 80km/h ver Bonn. Un autre train
quitte Bonn à 8h25 à la vitesse moyenne de 50km/h vers Cologne. Après 10min, ce train est
obligé de s’arrêter pendant 5min à cause de travaux sur la voie. Il repart au plus vite à une
vitesse de 110km/h. Si la distance entre les deux villes est de 130km, calculer et vérifier
graphiquement l’heure et l’endroit du croisement.
45. Un voleur part en courant à la vitesse constante de 24km/h, un policier parti 40s plus tard
cherche à le rejoindre en courant à la vitesse moyenne de 28km/h.
- Le voleur pourra-t-il être arrêté à temps si un complice se trouve 400m plus loin avec une
voiture puissante ?
- Calculer la durée de la poursuite et la distance parcourue
- Réaliser le graphe x(t) de la situation
9
Solution
1.
2. croisement à 48 km de A et après 48min
3. croisement à 14h49'48'' et à 146.4 km du départ
4. A et B / C/D et E/B/ D
5.
6. voiture 1/ elles se croisent
7. Croisement après 1h12min et 144km de A
8.
il arrive à 8h34min et 5s
9. Elle la rencontre 5 fois
10
Le MRUV
1. Un mobile part du repos et prend une accélération de 10 m/s².
- Quelle sera sa vitesse lorsqu’il aura parcouru 405m ?
- Quelle sera alors la durée de l’accélération ?
2. Un train roulant à la vitesse de 54 km/h accélère durant 25s. Son accélération est de 0,4m/s².
- Quel trajet parcourt-il pendant son accélération ?
- Quelle est sa vitesse à la fin du MRUA ?
3. Un guépard qui se balade à la vitesse de 18 km/h peut atteindre la vitesse de 126 km/h, 5s
plus tard.
- Calculer son accélération moyenne
- Calculer la distance parcourue pendant cette durée
4. Un véhicule arrêté démarre d’un MRUA et doit atteindre la vitesse de 90 km/h après avoir
parcouru 100m. Calculer l’accélération et la durée du mouvement.
5. Un train roulant à la vitesse de 108 km/h se met à freiner avec une décélération de 2m/s².
- Après quelle durée s’arrêtera-t-il ?
- Quel trajet aura-t-il parcouru durant son freinage ?
6. Une formule 1 lancée à la vitesse de 288km/h laisse en s’immobilisant des traces de freinage
sur la route. En supposant qu’elle ralentit avec une décélération de 10m/s², estimer la
longueur des traces sur la route.
7. Un obstacle surgit devant un automobiliste qui roule à une vitesse constante de 54km/h. Il
est courant de considérer que la durée qui s’écoule entre l’instant où l’automobiliste perçoit
un signal et celui où il freine est de 0,7s. Nous estimons d’autre part qu’en freinant à fond, le
conducteur produit une décélération constante de 4,5m/s². Calculer la distance parcourue
par la voiture avant de s’immobiliser.
8. Un mobile part du repos et est soumis ç une accélération de 40cm/s² pour atteindre une
vitesse de 18km/h. Il se meut ensuite 2min à cette vitesse puis ralentit (a=25 cm/s²) jusqu’à
l’arrêt. Quelle est la distance totale parcourue et la durée du parcours ?
9. Un véhicule partant du repos accélère uniformément pendant 1min pour atteindre la vitesse
de 72km/h. Il roule alors à vitesse constante puis freine en MRUD sur 500m jusqu’à l’arrêt.
Calculer la durée du trajet d’une longueur totale de 5km.
10. Une voiture roulant sur une route rectiligne à la vitesse constante de 50km/h. A un moment
donné, le conducteur accélère uniformément. En 30s, sa vitesse passe à 86km/h. A ce
moment précis, il débraye et ralentit selon une décélération constante. Il s’arrête sur 300m.
Calculer :
- L’accélération du MRUA
- La distance parcourue pendant le MRUA
- La décélération du MRUD
- La durée de la décélération
11. Entre quels instants séparés d’une seconde, un mobile qui démarre et prend une
accélération constance de 50cm/s², parcourt-il une distance de 5,25m ?
12. Un véhicule animé d’une certaine vitesse initiale parcourt 30m durant la 8e seconde qui suit
l’instant où lui a été communiqué une accélération de 2m/s². Déterminer la vitesse initiale.
13. Une Porsche 928S a, au démarrage, une accélération de 4,48 m/s².
- Après combien de temps atteint-elle la vitesse de 100km/h ?
- Quelle est la durée des 100 premiers mètres de parcours, départ arrêté ?
- Quel déplacement a déjà été effectué par la voiture au moment où le compteur indique
précisément 100km/h ?
14. Lu sur une publicité : le km départ arrêté en 37s, vitesse de pointe 147km/h.
- Sommes-nous en présence d’un simple MRUA ou d’une suite MRUA-MRU ?
- Donner ensuite les caractéristiques du/des mouvement(s) impliqué(s).
11
15. Le conducteur d’un train roulant à 100km/h aperçoit à 90m sur la même voie le fourgon d’un
train roulant dans le même sens, à 28km/h. Il bloque aussitôt les freins, ce qui provoque une
décélération de 2m/s².
- Y ara-t-il collision ?
- Si non, quelle sera la distance minimale entre les 2 trains ?
- Si oui, à quelle distance à partir de l’endroit où le fourgon a été aperçu ?
- Quelle sera alors la vitesse relative entre les deux trains ?
16. Un train quitte la gare de Liège à 13h avec une accélération de 0,1 m/s² qu’il maintient
pendant 3 min. Il continue ensuite en maintenant la vitesse acquise.
- A quelle heure passe-t-il à la gare de Flémalle située 10km plus loin ?
- Réaliser les graphes de x(t) et v(t)
17. Deux cyclistes partent en même temps d’un même endroit pour une course de 150m. Le
premier se meut à la vitesse constante de 5m/s. Le second qui démarre avec une vitesse de
2m/s, parcourt la distance de 150m selon un MRUA. Calculer l’accélération que doit prendre
le second cycliste pour arriver au but en même temps que le premier.
18. Une balle de fusil (v=400m/s) s’arrête sur un sac de sable qu’elle pénètre de 15cm selon une
décélération uniforme. Quelle est la durée de la décélération ?
19. Une voiture de course roulant à la vitesse uniforme de 126km/h se met à accélérer au
moment précis où elle est dépassée par une autre voiture roulant à la vitesse uniforme de
198km/h. Elle parcourt une distance de 2500m avec une accélération uniforme de 0,6m/s²
puis garde la vitesse acquise. Après quelle distance mesurée à partir du premier
dépassement et après quelle durée rejoindra-t-elle l’autre voiture ?
20. Deux chiens de chasse aperçoivent à 10m du gibier s’éloignant à la vitesse constante de
5m/s. Ils démarrent alors avec une accélération constante de 1,5m/s². Calculer la durée
nécessaire aux chiens pour attraper leur proie et la distance qu’ils ont dû parcourir. Faire
également une résolution graphique.
Reprendre le même exercice en considérant que l’accélération des chiens ne dure que 6s et
qu’ils poursuivent alors leur course à vitesse constante.
21. Une poursuite s’engage entre un véhicule de police et un véhicule qui se déplace à la vitesse
constante de 108km/h. Le véhicule de police a 100m de retard au départ et prend une
accélération de 3,5m/s² pendant 9s puis maintient sa vitesse. Trouver graphiquement et par
calcul la distance parcourue par la police pour rejoindre le véhicule poursuivi et la durée de la
poursuite.
22. Marie se rend à la banque à 3 km en ligne droite de chez elle. Elle part à 15h et arrive à
15h20. Déterminer sa vitesse. Ecrire l’équation x(t). Déterminer la position de Marie si elle
continue son mouvement pendant 2h.
23. Le tableau suivant donne la vitesse d’un mobile à différents instants. Peut-il s’agir d’un
MRUV ? Justifier
T(s)
V (km/h)
0
40
3
45
6
50
9
55
12
60
24. Quelle distance à partir du repos, a parcouru une auto soumise à une accélération constante
de 5 m/s² pendant 20s ?
12
25. Parmi les graphiques ci-dessous quels sont ceux représentant un MRUV
x
v
t
t
26. Déterminer la distance de freinage d’une voiture roulant à 120 km/h sachant que le temps
avant l’arrêt complet est de 6s.
27. Une voiture aborde la bande de lancement d’une autoroute à 54 km/h. Son conducteur
accélère (a=1,5m/s²) pour atteindre une vitesse suffisante avant de s’insérer dans le trafic.
Combien de temps lui faudra-t-il pour atteindre 108 km/h ? Quelle distance aura-t-il
parcourue ?
28. Un train démarre d’une station A à 13h avec une accélération constante de 0,1 m/s² pendant
3min. Il continue ensuite sa route avec la vitesse acquise.
A quelle heure passera-t-il à la station B distante de la station A de 10km ?
29. Une voiture roulant à 10 m/s commence à freiner. Son accélération vaut
-2 m/s².
o Au bout de combien de temps s’arrête-t-elle ?
o Quelle distance a-t-elle parcourue depuis le début du freinage ?
o Tracer le graphe v(t) et x(t)
30. Voici trois graphiques représentant des mouvements. Quel type ? Classer par ordre
d’accélération croissante.
v
t
13
31.
Lors du décollage, la navette spatiale atteint la
vitesse de 28.000 km/h en 10 minutes. Calcule
l'accélération moyenne correspondante.
32.
Le tableau ci-dessous présente les performances de
quelques voitures récentes. Détermine pour chacune d'elles
l'accélération dont elle est capable
 en partant de l'arrêt et
 de 40 à 100 km/h
Opel vectra
Turbo 4x4
Rover 220
Volkswagen
Vento
0 à 100
km/h
40 à 100
km/h
(en 4e
vitesse)
7,3 s
11,4 s
7,9 s
12,5 s
8 s
14,3 s
4,8 s
Porsche 911
33.
Le record d'accélération automobile est détenu par
un pilote qui a atteint la vitesse 403,45 km/h en 5,63s au
départ de l'arrêt. Quelle est la valeur de l'accélération
obtenue?
34.
Lors d'un choc frontal contre un mur, une voiture
qui roulait à la vitesse de 30 km/h s'arrête en 0,25 s.
Quelle est la décélération obtenue?
35.
Dans chacun des graphiques ci-dessous, les unités de
distance sont des mètres, les unités de temps sont les
secondes et les unités de vitesse sont des mètres/seconde.
Pour chaque graphique,
 indique quel mouvement est illustré,
 détermine la distance parcourue par le mobile,
 que peut-on dire de sa vitesse?
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a)
v
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t
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tem ps
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36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
Un chariot démarre suivant un MRUV. Son accélération vaut 2m/s².
Tracer le graphique donnant sa vitesse pendant les 5 premières secondes de son mouvement
Calculer les distances parcourues depuis le départ jusqu’aux instants 1,2,3,4 et 5s.
Tracer le graphique donnant la distance parcourue depuis le départ pour les 5 premières
seconde
Une voiture roulant à 10m/s commence à freiner. Son accélération vaut 2m/s².
Au bout de combien de temps s’arrête-t-elle ?
Quelle distance a-t-elle alors parcourue depuis le début du freinage ?
Tracer le graphique de la vitesse en fonction du temps, depuis le début de la décélération
jusqu’à l’arrêt.
Tracer le graphique de la distance parcourue en fonction du temps depuis le début de la
décélération jusqu’à l’arrêt
Une voiture aborde la bande de lancement d’une autoroute à 54km/h. Son conducteur
accélère (a=1,5m/s²) pour atteindre une vitesse suffisante pour s’intégrer dans le trafic.
Combien de temps lui faudra-t-il pour atteindre 108km/h ? Quelle distance aura-t-il alors
parcourue ?
La vitesse d’un mobile M1 varie uniformément de 1m/s à chaque minute. Celle d’un mobile
M2 varie uniformément de 1m/min à chaque seconde. Quelle est parmi les 4 possibilités
suivantes, l’affirmation correcte :
L’accélération de M1 est supérieure à celle de M2
L’accélération de M2 est supérieure à celle de M1
Les accélérations sont égales
On ne peut rien affirmer
Un ascenseur initialement immobile atteint la vitesse de 1m/s après 1s d’accélération. Il
maintient ensuite sa vitesse constante pendant 6s et freine enfin pendant 2s avant de
s’arrêter. Quelle distance a-t-il parcourue au total ? On supposera que les phases accélérées
sont des MRUV.
Une petite voiture a été flashée à 80km/h par un radar placé 50m après un panneau de fin
de limitation à 50km/h. Sachant que l’accélération maximale d’une voiture de ce type est de
l’ordre de 1,5m/s², montrer que le conducteur ne peut se baser sur son cours de physique
pour contester une amende pour excès de vitesse.
Un conducteur roulant à 54km/h se trouve à 22m d’un feu lorsque celui-ci vire à l’orange.
Sachant que le feu reste orange durant 2,7s et que le temps de réaction moyen est de 0,7s, le
conducteur a-t-il le temps s’il décide d’accélérer (1,5m/s²) de traverser le carrefour, large de
20m, avant que le feu ne soit rouge ? S’il choisit de freiner (a=5m/s²), peut)il s’arrêter avant
le carrefour ?
Parmi les 4 graphique Δx(t) suivants lequel correspond le mieux au graphique de la vitesse cicontre.
17
44. Le graphique ci-contre représente le mouvement de deux objets. Est-il vrai ou faux d’affirmer
que :
a. Les mobiles se déplacent dans le même sens ?
b. L’un des mobiles ralentis ?
c. De t 0s à t = 2s, les mobiles ont parcouru la même
distance ?
d. Les accélérations des deux mobiles sont égales en
valeur absolue ?
e. Les mobiles ont parcouru tous les deux 40 m au
cours des 4 secondes représentées ?
f. Entre t =1s et t = 3s, les mobiles ont la même vitesse
moyenne ?
g. En t = 2s, l’un des mobiles à parcouru une distance 3 fois plus grande que l’autre ?
45. Une voiture part arrêtée et atteint une vitesse de 22 m/s en 20 s. Quelle est son
accélération?
46. Les freins d'une voiture sont appliqués quand elle roule à une vitesse de 14 m/s, ce qui
provoque un arrêt après 4 s. Quelle est sa décélération?
47. Un bus fait 400 m entre 2 arrêts. Il part arrête et accélère à 1.5 m/s² jusqu'a une vitesse de 9
m/s. Il continue à vitesse constante et freine ensuite avec une accélération de -2 m/s²
jusqu'au prochain arrêt. Déterminer la durée totale du trajet.
48. Une voiture arrêtée démarre avec une accélération de 6 m/s². Au même instant, elle est
dépassée par un camion roulant à 90 km/h. Apres quelle distance la voiture rattrapera-elle le
camion?
49. Un boulet de canon part avec une vitesse de 20 m/s faisant un angle de 30 degré avec
l'horizontale. Déterminer la portée horizontale du boulet.
50. Une voiture démarre avec une accélération de 2 m/s². Apres combien de temps atteindra
elle la vitesse de 90 km/h?
51. Un avion décolle a une vitesse de 80 m/s qu'il atteint 35 s après son départ arrête. Quelle
distance a-t-il couvert lorsqu'il atteint la vitesse de 20 m/s?
52. Une voiture est sur le point d'en dépasser une autre. Sa vitesse augmente alors de 50 km/h à
100 km/h en 4 s. Quelle est son accélération moyenne?
53. Une voiture qui a une vitesse initiale de 72 km/h freine avec une décélération de 2 m/s².
Combien de temps mettra-t-elle pour s'arrêter?
18
Chute libre
19
Exercices combinés
20