Exercices de révision de physique 1- Rappeler le - Physique

Exercicesderévisiondephysique
1‐ Rappelerleprinciped'inertieetsaréciproque
Leprinciped'inertieaffirmequetoutobjetsoumisàdesforcesquisecompensentoubiensoumisàaucuneforce,soit
resteimmobile,soitconserveunmouvementrectiligneuniforme.
Réciproquement,siunobjetestimmobileoubienestaniméd'unmouvementrectiligneuniformealors,ilestsoumisà
desforcesquisecompensent(oubienàaucuneforce).
2‐ Uneballedemassem=50,0gestposéesurlesol.Quellessontlesforcesquis'appliquentsurlaballe?
Laballeestsoumiseàsonpoids(appeléeaussiforcedepesanteur.C'estlaforceattractiveexercéeparlaTerre
surlaballe)
ElleestégalementsoumiseàlaforceexercéeparlesolsurlaTerrequil'empêche"des'enfoncerdanslesol".
3‐ Laballeestimmobile.Quepouvezvousdiredesforcesquis'appliquentsurlaballe?Justifierlaréponse.
D'aprèslaréciproqueduprinciped'inertie,puisquelaballeestimmobile,onpeutdirequelesforcesse
compensent.
4‐ Préciserlescaractéristiquesdesforcesénuméréesàlaquestion2.Donnée:g=9,8N.kg‐1
Poids:
direction:verticale;
sens:verslebas;
pointd'application:centredegravitédel'objet(appeléaussicentredemassedel'objet)
intensité:P=m×g(Attention:menkgcargestenN.kg‐1!)
P=50,0×10‐3×9.8
  P=0,49N(onnegardeque2chiffressignificatifscarlepluspetitnombredechiffresignificatifdansles
termesducalculestde2)
Forceexercéeparlesolsurlaballe:
direction:verticale;
sens:verslehaut(cetteforceestorientéedemanièreàcompenserlepoids)
pointd'application:pointdecontactentrelesoletlaballe(c'estuneinteractiondecontact)
intensité:F=Pcarcetteforcedoitcompenserlepoids.
 onadoncF=0,49N
5‐ Représentezcesforces.Vousprendrezcommeéchelle1cm→0,250N.
Longueurduvecteur:l=0,49N×1cm/0,250=2,0cm
Fsol/balle
P
Laballeestàprésentenmouvementetsedéplacedegaucheàdroite.Onréaliseunenregistrementdeson
mouvementenprenantdesphotosàintervalledetempsrégulierquel'onsuperpose.
6‐ Comments'appellecetyped'enregistrement?C'estunechronophotographie.
7‐ Caractériserlemouvement(trajectoireetévolutiondelavitessedelaballe).
Lemouvementestrectilignedécéléré(ouralenti)
8‐ Expliquerpourquoil'onpeutdirequeparrapportàlaquestion2,uneforcesupplémentaires'appliquesurlaballe.
Lemouvementdelaballen'estpasrectiligneuniformeetlaballen'estpasimmobile.C'estdoncqu'ils'appliquesurla
balleunetroisièmeforcequin'estcompenséeparrien.Cepeutêtreparexempleuneforcedefrottement(soitdes
frottementssolidesexercésparlesol,soitdesfrottementsexercésparl'airsurlaballe.
9‐ Entredeuxclichés,ils'écoule500ms.Surlafeuille,1cmreprésententdanslaréalité10cm.
Rappelerlaformulepermettantdecalculerlavitessemoyenned'unobjetenprécisantlesunitésàutiliserpour
obtenirunevitesseenm/s,puiscalculerlavitessemoyennedelaballeentrelespositionsP1etP2.
v=d/Δt
Silavitesseestenm/s,
P1P2P3P4P5P6

d,ladistanceparcourupendantuneduréeΔtdoitêtreexpriméeenm
etΔt,laduréedoitêtreexpriméeens
Surledessind=2,6cmdoncenréalité,d=26cm=26×10‐2m
Entredeuximages,Δt=500ms=500×10‐3s 
D'oùv=26×10‐2/500×10‐3
v=5,2×10‐1m/s(oum.s‐1)
EntreP1etP2,lavitessemoyennedelaballeestde5,2×10‐1m/s.
10‐ Donnerlesordresdegrandeurdesgrandeursphysiquessuivantes:
Distancede5,163km:5km
Pressionde2,36×105Pa:2×105Pa
11‐ Quelleestl'équivalencequipermetdepasserdesBarauxPascals(Pa)?1Bar=1×105Pa
12‐ Convertir12BarenPascal:12Bar=12×105Pa
13‐ Convertir2,5LenmL:2,5L=2,5×103mL
Unparachutedelevageestunesortedeballonremplid'airquipermetderemonterdesobjetslorsquel'onfaitdela
plongée.UnparachutedelevagedevolumeV1=5,00LestremplideàlapressionP1=Patm=1,0Baràlasurfacede
l'eau.Onimmergeceparachute.
14‐ Commentvariequalitativementlapressiondel'eaulorsqu'ondescendenprofondeur?
Lapressiondel'eauaugmenteaufuretàmesurequel'ondescendenprofondeur(dûaupoidsdelacolonned'eau
audessus)
15‐ Leparachutedelevageestimmergéàuneprofondeuroùlapressiondel'eauestdeP=5,5Bar.Lapressiondel'air
dansleparachuteestlamêmequelapressiondel'eauquil'entoure.
RappelerlaloideBoyle‐Mariotteenprécisantlesconditionsd'applicationdecetteloi.
LaloideBoyleMariotteaffirmequesilatempératureestconstante,pourunequantitédegazdonnée,
P×V=constante
oùPestlapressiondugaz
etVlevolumeoccupéparlegaz.
Cetterelationn'estvalablequesilapressionn'estpastropélevée.
16‐ Calculerlevolumeoccupéparl'aircontenudansleparachutedelevagelorsqueleparachuteestainsiimmergé.
OnsupposequelatempératureestconstanteetonappliquelaloideBoyle‐Mariotteaugazcontenudansle
parachutedelevage.
OnnoteVlevolumeoccupélàoùP=5,5Bar
P×V=P1×V1
d'oùV=P1×V1/P
V=5,00×1,0/5,5(lesdeuxpressionssonttouteslesdeuxenBar,pasbesoindoncdelesconvertir)
V=0,91L(ongardedeuxchiffressignificatifspourlerésultat)
Levolumedugazcontenudansleparachutedelevageestde0.91LlàoùlapressionPestde5,5Bar.
17‐ Commentévoluelasolubilitéd'ungazdansunliquidelorsquelapressionaugmente?
LorsquePaugmente,lasolubilitéd'ungazdansunliquideaugmente.
18‐ Commentvavarierlaquantitédedioxygènedissousdanslesangd'unplongeurlorsqu'ilvadescendreen
profondeur.Explicitervotreraisonnement.
Lorsqueleplongeurvadescendreenprofondeur,lapressionvaaugmenter.Parconséquent,laquantitédedioxygène
gazeuxdissousdanslesangvaaussiaugmenter.
19‐ Citezdeuxaccidentsquipeuventsurvenirenplongéesiunplongeurimmergéà60msouslasurfacedel'eau
remontetropbrusquement.
Sileplongeurremonte,lapressionvadiminuer.Laquantitédegazdissousdanssonsangvadiminuer.Le
diazoteetledioxygènevontenpartierepasseràl'étatgazeuxdanslesvaisseaux.Sileplongeurremontetrop
brusquement,iln'aurapasletempsd'évacuercesbullesauniveaudespoumonsetcelles‐cirisquentd'obstruerses
vaisseaux.
Parailleurs,d'aprèslaloideBoyle‐Mariotte,puisquelorsqueleplongeurvaremonter,lapressionvadiminuer,le
volumedugazcontenudanslespoumonsduplongeurvaaugmenter.
Sicelui‐ciremontetropbrusquementsansexpirerrégulièrementlorsdesaremontée,ilrisqueunedéchirure
pulmonaire.

20‐ Ungazestcontenudansuneenceinteenformedeparallélépipède.L'airedelasurfacegriséeestde430cm2.Legaz
àl'intérieurduparallélépipèdeestàlapressionP=15Bar.Donnerl'expressionlittéraledel'intensitédelaforce
pressantesurlasurfacegriséeenprécisantlesunités.Fgaz/paroi
F=P×SavecFenN,PenPaetSenm2
21‐ Calculerl'intensitédelaforcepressantesurlasurfacegrisée.
IlfautconvertirPenPaetSenm2
S=430cm2=430(10‐2m)2=430×10‐4m2
F=P×S
F=15×105×430×10‐4
F=6,5×104N
Laforcepressanteexercéeparlegazsurlasurfacegriséeestde6,5×104N
22‐ Préciserlesautrescaractéristiquesdecetteforce
Direction:orthogonale(c'estàdireperpendiculaire)àlaparoi
Sens:dugazversl'extérieur(legazpoussesurlaparoi)
Pointd'application:aucentredelasurface(c'estuneactionmécaniquedecontact)
23‐ Représentercetteforcesurleschéma.Vousprendrezcommeéchelle1cm→3×104N(calculàexpliciter)
Calculdelalongueurduvecteur:
l=6,5×104N× 1cm/3×104N
l=2,2cm