Travaux dirigés sur le travail et la puissance d`une force constante

Travauxdirigéssurletravailetlapuissanced’uneforceconstante
Travaild’uneforceconstante
Uncolis
Pourfaireglisseruncolissurunsolrugueux,undéménageurexercesurl’objetuneforceconstante
devaleurF=53daNdontladroited’actionestcolinéaireaudéplacement.Ladistancedeglissement
estd=1,7m.
1)donnerl’expressionlittéraledutravaildecetteforce.
2)a)Calculercetravail.
b)Précisersicetravailestmoteurourésistant.
Gabarre
Pourmouvoirunegabarresurunerivière,untracteurexercesurcebateau.Parl’intermédiaired’un
filin,uneforceconstantedevaleurF=47kNdontladroited’actionfaitunanglede20°avecla
directiondedéplacementrectiligne.Lalongueurduparcoursestl=1,3km.
1)a)Schématiserlasituationenvuededessus.
b)Calculerletravaildelaforcedetraction.
2)a)Représenter,envuedecôté,lagabarreetlapousséd’Archimèdeexercéeparl’eau.
b)Indiquerlavaleurdutravaileffectuéparcetteforce.
Calcul
Calculerletravaildelaforcedanslescassuivant:
• Untracteuragricoleexerceuneforcede35000Nsurl’attelaged’unecharrue.Ladroite
d’actiondelaforcefaitunanglede20°avecladirectiondusillon.
• Dansunjardindontlesolesthorizontal,unpinsondepoidsP=80mNs’envoled’unbuissonà
0,80mdusolpourallerseposerausommetd’unbouleaudehauteurh=12m,situéà48mdu
buisson.A)lepassereausuitunetrajectoirerectiligne.B)d’humeurvagabonde,ilsepermet
unetrajectoirecurviligne,trèsondulée.
• Unskieurutiliseunremonte‐pentepourrejoindrelesommetdelapiste,satrajectoire
suivantunelignedepente.Lapercheexercesurleskieuruneforcedevaleur180Ndontla
droited’actionfaitunanglede24°aveclalignedepenteinclinéede36°parrapportauplan
horizontal.Ladistanceparcouruemesure1464m.

Travaildupoids
Leressortd’unpistoletd’enfantcommuniqueàunefléchette,demasse50g,unevitesseverticale
dirigéeverslehaut.Lecentred’inertiedelafléchettes’élèvede4m.
• Calculerletravaildupoidsdelafléchettelorsdelaphaseascendante.
• Aprèsêtrearrivéeausommetdesatrajectoire,lafléchetteredescendeteffectueunechute
de5mpourparvenirausol.Calculerletravaildupoidslorsdecettephasedescendante.
Puissanced’uneforceconstante
Unavionàhéliceesttractégrâceàl’actiondel’hélicequisevissedansl’air.L’avionaunemasse
m=3,0t.Ilvoleàunealtitudeconstante;sonmouvementestrectiligneetuniforme.L’actiondel’air
surlefuselageetl’ailepeutêtremodéliséeparunecomposanteverticale,laportance,etune
composantehorizontale,latrainée.
1)Ecrirelarelationvérifiéeparlesforcesagissantsurl’aéroplane.
2)Evaluerlaportance.
3)Comptetenudelaformedel’avion,satrainéevaut0,12foislaportance.Calculerlavaleurdela
trainée.
4)Calculerletravaileffectuéparlaforcedéveloppéeparl’héliceaucoursd’undéplacementde
longueurl=50km.Onpeutfairel’hypothèseraisonnablequelamassedel’avionn’apasvarié.
5)Déterminerlapuissancedecetteforcelorsquelavitessedel’avionestv=200km.h‐1.