Devoir d`études secondaires Physique 534 Nom : Prénom : Groupe

Devoir
d’études
secondaires
Physique 534
Les variables du mouvement
Nom :
Prénom :
Groupe :
Date :

11. Une fusée quitte la rampe de lancement et s’élève verticalement. Elle atteint la vitesse de
120 m/s en 10s. Calculez son accélération moyenne.
12.Une automobiliste roule à 90 km/h sur une route régionale. Avant d’entrer dans une ville,
elle retire son pied de l’accélérateur. Si la décélération de la voiture est de -2,0 m/s
2
, combien
de temps met cette automobiliste pour passer de 90 km/h à 50 km/h?
13.Une cycliste roule à 15 km/h sur un terrain plat. Elle aborde alors une descente dans
laquelle elle accélère constamment de 1.0 m/s
2
. Quelle sera la grandeur de sa vitesse 15 s
plus tard?
14.Un cycliste initialement au repos atteint une vitesse de 30 km/h en 50s.
a) Quelle est son accélération moyenne?
b) Si le cycliste poursuit sa route avec la même accélération moyenne quelle sera sa
vitesse 1.5 min après son départ?
15.Un aventurier remonte une rivière en kayak jusqu’à un village situé à une distance de 5,0
km. Aussitôt arrivé au village, il revient à son point de départ en descendant la rivière. S’il a
remonté la rivière à contre-courant à une vitesse moyenne de 3.0 km/h et qu’il l’a descendue
à une vitesse moyenne de 8.0 km/h, déterminez sa vitesse scalaire moyenne pour tout le
trajet.
16.Une voiture de luxe est capable d’effectuer une accélération moyenne de 7,0 m/s
2
. En
combien de temps cette voiture, initialement au repos, peut-elle atteindre une vitesse de 100
km/h?
17.Une planchiste part du haut d’une pente avec une vitesse de 2.0ms. Si son accélération le
long de la pente est de 4.5 m/s
2
, quelle sera sa vitesse au bout de 5.0s?
18.Une automobiliste roulant à une vitesse constante se voit dans l’obligation d’appuyer sur
les freins afin d’éviter un accident. Sachant que la voiture décélère au taux moyen de
-3.50 m/s
2
et qu’elle a mis 5.00 s à s’immobiliser. Déterminez la vitesse de la voiture juste
avant le freinage.
19. Un satellite géostationnaire est un satellite qui survole toujours le même point au-dessus
de la Terre. Autrement dit, ce satellite paraît immobile à un observateur terrestre. Un de ces
satellites se trouve à une altitude de 35 786 km. Sachant que le rayon terrestre mesure 6378
km, calculez la vitesse scalaire moyenne de ce satellite dans l’espace.
*20.Une motocyclette est arrêtée à un feu rouge. Dès que le feu passe au vert, elle accélère
uniformément à un taux de 1.15 m/s
2
. Après avoir atteint sa vitesse maximale à un temps
t
max
, elle décélère uniformément de 1.74 m/s
2
. Elle s’immobilise au feu suivant 20.0s
après son départ. Quelle est la vitesse maximale atteinte par la motocyclette?
*21.Sur une route rectiligne, deux voitures roulent l’une vers l’autre. La première voiture roule
à une vitesse constante de 75.0 km/h. La seconde roule à une vitesse constante de 80.0
km/h. Si la distance séparant les deux voiture est initialement 210 km, après combien de
temps les deux voitures se croiseront-elles?

Réponses
Manuel
11 27 12 m/s
2
12 28 5,6 s
13 29 19 m/s
14 a 31 0,17 m/s
2
14 b 15 m/s
15 32 4,4 km/h
16 34 3,97 s
17 38 24 m/s
18 39 17,5 m/s
19 40 11 033 km/h (avec
π =3,14)
20 Défi 42 13,9 m/s
21 Défi 44 1,35 h

Corrigé détaillé
11.
v
i
= 0 m/s
v
f
= 120 m/s
t = 10 s
a = ? m/s
2
v = v
f
- v
i
= 120 m/s - 0 m/s = 120 m/s
2
12
10
1
120
10
120 sm
s
s
m
s
sm
t
v
=a =×==
∆
∆
La fusée a une accélération moyenne de 12 m/s
2
12.
v
i
= 90 km/h
v
f
= 50 km/h
t = ? s
a = -2 m/s
2
Variation de vitesse
v = v
f
- v
i
= 50 km/h - 90 km/h = -40 km/h
transformation en m/s
sm
km
m
s
h
h
km
=v 1,11
1
1000
3600
1
40 −=××−∆
Variation de temps
ss
m
s
s
m
sm sm av
=t
t
v
=a 6,555,5
2
1
1,11
21,11
2
2
==
−
×−=
−
−
=
∆
∆
∆
∆
Pour passer de 90 km/h à 50 km/h la voiture prendra 5,6 s.

13)
sm
km
m
s
h
h
km
=17,4
1
1000
3600
1
15v
i
=××
v
f
= ? km/h
t = 15 s
a = 1,0 m/s
2
Variation de vitesse lors de la descente
sms
s
m
ta=v
t
v
=a 15150,1
2
=×=∆∆
∆
∆
Vitesse finale après 15s
v = v
f
- v
i
v
f
=v + v
i =
15 m/s + 4,17 m/s = 19,17 m/s = 19 m/s
Après 15 secondes de descente sa vitesse finale sera de 19 m/s.
14)
sm
km
m
s
h
h
km
=33,8
1
1000
3600
1
30v
f
=××
v
i
=0 km/h = 0 m/s
v = v
f
- v
i
= 8,33 m/s - 0 m/s = 8,33m/s
t = 50 s
a)
a = ? m/s
2
17,0
50
133,8
50
33,8 sm
s
s
m
s
sm
t
v
=a =×==
∆
∆
L'accélération moyenne du cycliste est de 0,17 m/s
2
b)
a = 0,17 m/s
2
t = 90 s
v = ? m/s
sms
s
m
ta=v
t
v
=a 159017,0
2
=×=∆∆
∆
∆
v = 15 m/s = 54 km/h
1,5 minutes après son départ en conservant la même accélération le cycliste atteindra 54 km/h.