Mouvement et vitesse

3ème COURS
Mécanique Chapitre 1
MOUVEMENT ET VITESSE
CORRECTION
DES
EXERCICES
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Correction :
Exercice 6 p 177
a) Les personnages B et C sont en mouvement par rapport au sol.
b) Les personnages A et C sont en mouvement par rapport au tapis roulant.
Exercice 9 p 178
Ils ont tous les deux raison et tort car ils oublient de préciser par rapport à quoi il considère Hubert . Ils doivent indiquer le référentiel
utilisé pour définir l'état d'Hubert.
Exercice 7 p 177
Un crayon qui tombe sans vitesse initiale effectue un mouvement de translation alors que les aiguilles d'une montre effectue un
mouvement de rotation.
Exercice 8 p 177
a) Lorsqu'on actionne la poignée d'une porte, on lui imprime un mouvement de rotation.
b) Lorsqu'on referme un tiroir, on lui imprime un mouvement de translation rectiligne.
c) Lorsqu'on ouvre une porte, on lui imprime un mouvement de rotation..
d) Un siège de télésiège en déplacement suit un mouvement de translation curviligne.
Exercice 11 p 178
a) Puisqu'un noeud est la vitesse d'un navire parcourant un mille (1852 m = 1,852 km) par heure, un catamaran filant à 35 noeuds possède
une vitesse de v=35∗1,852=65 km.h−1 .
b) Puisqu'un mile correspond à 1609 m = 1,609 km, la vitesse maximale des automobiles sur autoroute aux Etats-Unis correspond à
−1
.
v=50∗1,609=80 km.h
Exercice 10 p 178
1) a) Entre Paris et Lyon, le TGV met t=16−14= 2h pour parcourir d =500−0=500 km . Sa vitesse est donc de
d 500
−1
v= =
=250 km.h
.
t
2
b) Entre Lyon et Marseille, le TGV met t =18,25−16=2,25 h (attention, un quart d'heure correspond à 0,25 heure) pour parcourir
d 320
−1
=142 km.h
.
d =820−500=320 km . Sa vitesse est donc de v= =
t 2,25
c) Entre Paris et Marseille, le TGV met t =18,25−14=4,25 h (attention, un quart d'heure correspond à 0,25 heure) pour parcourir
d 820
−1
=193 km.h
.
d =820−0=820 km . Sa vitesse est donc de v= =
t 4,25
2) Puisque la vitesse moyenne n'est pas la même sur le tronçon Paris-Lyon et sur le tronçon Lyon-Marseille, le mouvement n'est pas
uniforme entre Paris et Marseille.
Exercice 13 p 179
a) En agglomération, la vitesse est limitée à 50 km.h-1.
b) Sur route, elle est limitée à 90 km.h-1.
c) Sur autoroute, on ne peut pas dépasser 130 km.h-1. Cette limitation de vitesse est ramenée à 110 km.h-1 par temps de pluie.
Exercice 14 p 179
a) La distance d'arrêt est la somme de la distance de réaction et de la distance de freinage.
Elle vaut donc DA = DR + DF = 37 + 123 = 160 m.
b) Si le temps de réaction est de 1,0 s, la distance de réaction est de DR = v* tR. Comme v est exprimée en km.h-1, alors que la durée est
exprimée en seconde, il nous faut effectuer des conversions. Soit v = 130 km.h-1 = 130/3,6 m.s-1 = 36 m.s-1 et donc en une seconde,
l'automobile parcourt DR = 36*1 = 36 m. Ou alors, t = 1 s = 1/3600 heure et donc DR = 130*1/3600 = 130/3600 = 0,036 km = 36 m. Ce
qui, heureusement, reviens au même ;o))
c) L'absorption d'alcool gêne la réaction du conducteur. Le temps de réaction augmente donc et avec lui la distance de réaction.
d) L'état des pneus joue sur la distance de freinage. Meilleurs sont les pneus, plus courte est la distance de freinage (de même pour l'état
des freins). L'état de la route influence également cette distance de freinage : cette distance est quasiment doublée quand on passe d'une
route sèche à une route humide.
Exercice 16 p 179
a) A 45 km.h-1, la distance d'arrêt sur route sèche est 12,5+13 = 25,5 m et sur route humide elle vaut 12,5+26 = 38,5 m. A 90 km.h-1, la
distance d'arrêt sur route sèche est 25+52 = 77 m et sur route humide elle vaut 25+104 = 139 m. A 130 km.h-1, la distance d'arrêt sur route
sèche est 37+123 = 160 m et sur route humide elle vaut 37+246 = 283 m.
b) Pour répondre à cette question, convertissons les vitesses en m.s-1 et calculons les temps de réaction.
Pour v = 45 km.h-1 = 45/3,6 m.s-1 = 12,5 m.s-1 donc, comme tR = dR (m) / v (m.s-1 ) = 12,5/12,5 = 1 s.
Pour v = 90 km.h-1 = 90/3,6 m.s-1 = 25 m.s-1 donc, comme tR = dR (m) / v (m.s-1 ) = 25/25 = 1 s.
Pour v = 130 km.h-1 = 130/3,6 m.s-1 = 36 m.s-1 donc, comme tR = dR (m) / v (m.s-1 ) = 37/36 = 1 s.
Le temps de réaction est donc bien constant.
c) On constate que la distance de freinage double lorsqu'il commence à pleuvoir et que la route est mouillée.
Correction :
Exercice 6 p 177
a) Les personnages B et C sont en mouvement par rapport au sol.
b) Les personnages A et C sont en mouvement par rapport au tapis roulant.
Exercice 9 p 178
Ils ont tous les deux raison et tort car ils oublient de préciser par rapport à quoi il considère
Hubert . Ils doivent indiquer le référentiel utilisé pour définir l'état d'Hubert.
Exercice 7 p 177
Un crayon qui tombe sans vitesse initiale effectue un mouvement de translation alors que les
aiguilles d'une montre effectue un mouvement de rotation.
Exercice 8 p 177
a) Lorsqu'on actionne la poignée d'une porte, on lui imprime un mouvement de rotation.
b) Lorsqu'on referme un tiroir, on lui imprime un mouvement de translation rectiligne.
c) Lorsqu'on ouvre une porte, on lui imprime un mouvement de rotation..
d) Un siège de télésiège en déplacement suit un mouvement de translation curviligne.
Exercice 11 p 178
a) Puisqu'un noeud est la vitesse d'un navire parcourant un mille (1852 m = 1,852 km) par heure,
un catamaran filant à 35 noeuds possède une vitesse de v=35∗1,852=65 km.h−1 .
b) Puisqu'un mile correspond à 1609 m = 1,609 km, la vitesse maximale des automobiles sur
autoroute aux Etats-Unis correspond à v=50∗1,609=80 km.h−1 .
Exercice 10 p 178
1) a) Entre Paris et Lyon, le TGV met t =16−14=2 h pour parcourir d =500−0=500 km . Sa
d 500
−1
=250 km.h .
vitesse est donc de v= =
t
2
b) Entre Lyon et Marseille, le TGV met t =18,25−16=2,25 h (attention, un quart d'heure
correspond à 0,25 heure) pour parcourir d =820−500=320 km . Sa vitesse est donc de
d 320
−1
v= =
=142 km.h .
t 2,25
c) Entre Paris et Marseille, le TGV met t=18,25−14=4,25 h (attention, un quart d'heure
correspond à 0,25 heure) pour parcourir d =820−0=820 km . Sa vitesse est donc de
d 820
−1
v= =
=193 km.h .
t 4,25
2) Puisque la vitesse moyenne n'est pas la même sur le tronçon Paris-Lyon et sur le tronçon LyonMarseille, le mouvement n'est pas uniforme entre Paris et Marseille.
Exercice 13 p 179
a) En agglomération, la vitesse est limitée à 50 km.h-1.
b) Sur route, elle est limitée à 90 km.h-1.
c) Sur autoroute, on ne peut pas dépasser 130 km.h-1. Cette limitation de vitesse est ramenée à 110
km.h-1 par temps de pluie.
Exercice 14 p 179
a) La distance d'arrêt est la somme de la distance de réaction et de la distance de freinage.
Elle vaut donc DA = DR + DF = 37 + 123 = 160 m.
b) Si le temps de réaction est de 1,0 s, la distance de réaction est de DR = v* tR. Comme v est
exprimée en km.h-1, alors que la durée est exprimée en seconde, il nous faut effectuer des
conversions. Soit v = 130 km.h-1 = 130/3,6 m.s-1 = 36 m.s-1 et donc en une seconde, l'automobile
parcourt DR = 36*1 = 36 m. Ou alors, t = 1 s = 1/3600 heure et donc DR = 130*1/3600 =
130/3600 = 0,036 km = 36 m. Ce qui, heureusement, reviens au même ;o))
c) L'absorption d'alcool gêne la réaction du conducteur. Le temps de réaction augmente donc et
avec lui la distance de réaction.
d) L'état des pneus joue sur la distance de freinage. Meilleurs sont les pneus, plus courte est la
distance de freinage (de même pour l'état des freins). L'état de la route influence également cette
distance de freinage : cette distance est quasiment doublée quand on passe d'une route sèche à
une route humide.
Exercice 16 p 179
a) A 45 km.h-1, la distance d'arrêt sur route sèche est 12,5+13 = 25,5 m et sur route humide elle
vaut 12,5+26 = 38,5 m. A 90 km.h-1, la distance d'arrêt sur route sèche est 25+52 = 77 m et sur
route humide elle vaut 25+104 = 139 m. A 130 km.h-1, la distance d'arrêt sur route sèche est
37+123 = 160 m et sur route humide elle vaut 37+246 = 283 m.
b) Pour répondre à cette question, convertissons les vitesses en m.s-1 et calculons les temps de
réaction.
Pour v = 45 km.h-1 = 45/3,6 m.s-1 = 12,5 m.s-1 donc, comme tR = dR (m) /v (m.s-1 ) = 12,5/12,5 = 1s.
Pour v = 90 km.h-1 = 90/3,6 m.s-1 = 25 m.s-1 donc, comme tR = dR (m) / v (m.s-1 ) = 25/25 = 1 s.
Pour v = 130 km.h-1 = 130/3,6 m.s-1 = 36 m.s-1 donc, comme tR = dR (m) / v (m.s-1 ) = 37/36 = 1 s.
Le temps de réaction est donc bien constant.
c) On constate que la distance de freinage double lorsqu'il commence à pleuvoir et que la route
est mouillée.