1 PHY-534 Nom : Révision Groupe

PHY-534
Révision
Nom : _________________________
Groupe : ___ Date : ______________
Cinématique et dynamique
Partie A
1. Quel(s) graphique(s), parmi les suivants, peut (ou peuvent) représenter une relation de proportionnalité?
A) Distance en fonction du temps pour un mouvement rectiligne uniforme.
B) Vitesse en fonction du temps pour un mouvement rectiligne uniformément accéléré.
C) Accélération en fonction du temps pour un mouvement rectiligne uniforme.
D) Vitesse en fonction du temps pour un mouvement rectiligne uniforme.
2. On dit qu’un corps est en chute libre lorsque
A) sa vitesse initiale est non nulle et augmente de manière constante pendant sa chute
B) sa vitesse initiale est nulle et augmente de manière constante pendant sa chute
C) sa vitesse initiale est non nulle et demeure constante pendant sa chute
D) sa vitesse initiale est non nulle et diminue pendant sa chute
3. Une voiture de course se déplace sur une piste à la vitesse moyenne de 256 km/h. Combien de mètres cette
voiture franchit-elle en 1 seconde ?
A) 921,6 m
B) 4266,7 m
C) 7,1 m
D) 71,1 m
4. Un avion de déplace avec une vitesse de 886 km/h par rapport au sol lorsque souffle un vent arrière de 84 km/h.
Quelle est sa vitesse par rapport au sol quand il se déplace dans un vent de vent de face de 54 km/h ?
A) 856 km/h
B) 802 km/h
C) 748 km/h
D) 916 km/h
5. Un chasseur effectue dans l’ordre le trajet suivant dans la forêt :
déplacement 1 : 2,5 km vers l’Est
déplacement 2 : 1,2 km vers le Nord
déplacement 3 : 0,5 km vers l’Ouest
déplacement 4 : 0,8 km vers le Nord
À quel endroit se situe-t-il par rapport à son point de départ à la fin de ces déplacements ?
A) 5 km au N-E de son point de départ
B) 2,8 km au S-O de son point de départ
C) 2,8 km au N-E de son point de départ
D) 5 km S-O de son point de départ
1
6. Tu es debout sur le bord d’un édifice et tu lances une roche verticalement vers le haut avec une vitesse de 9,8
m/s. Cette roche prend 3 secondes pour atterrir sur le sol juste au pied de l’édifice. La résistance de l’air étant
négligeable, quelle est donc la hauteur de cet édifice ?
A) 14,7 m
B) 73,5 m
C) 25,7 m
D) 39,2 m
7. Un camion file à une vitesse de 100 km/h sur la route. Pour arrêter, le conducteur applique les freins
uniformément pendant 3 secondes. Quelle distance lui faut-il pour s’immobiliser durant ce freinage ?
A) 150 m
B) 540 m
C) 54,1 m
D) 41,7 m
8. Sur un pèse personne (balance), on place un objet dont le poids est de 128 N. Deux cordes sont fixées sur cet
objet et on exerce une tension sur chacune. La corde fixée sur le côté à l’horizontale reçoit 16 N tandis que la
corde fixée sur le dessus de l’objet fait un angle de 30° avec le dessus de l’objet et reçoit une tension de 45 N.
Quelle sera la valeur indiquée par le pèse personne après l’application de ces 2 forces ?
A) 10,8 kg
B) 9,13 kg
C) 13,1 kg
D) 6,8 kg
9. La gravité sur la planète Saturne est 1,7 fois supérieure à celle de la Terre. Sur Saturne, si on laisse tomber un
objet sur un plan incliné dont l’angle d’inclinaison est de 40°, quelle sera la vitesse finale atteinte au bas de ce
plan si le trajet s’est effectué en 1,5 seconde ?
A) 9,5 m/s
B) 16,1 m/s
C) 11,3 m/s
D) 19,1 m/s
10. Si vous lancez une boule dont le poids est de 14 N sur une table horizontale parfaitement lisse, comment variera
la distance horizontale d’impact (portée) et le temps de chute d’une seconde boule dont la masse est de 5,71 kg
avec une vitesse initiale égale au tiers de celle de la première boule ?
A) la portée restera la même mais le temps de chute sera divisé par 3
B) la portée sera 4 fois plus grande mais le temps de chute restera le même
C) la portée sera divisée par 3 mais le temps de chute restera le même
D) la portée restera la même mais le temps de chute sera divisé par 4
2
11. La surface sous la droite d’un graphique nous indique la distance parcourue par le mobile. Quelle affirmation
parmi les suivantes est fausse ?
A) C’est un cas de MRU ou de MRUA
B) C’est le graphique de la vitesse en fonction du temps
C) On peut associer ce graphique à un mobile suspendu à un ressort.
D) On peut associer ce graphique à un mobile glissant le long d’un plan incliné
12. Dans une situation idéale, un objet est suspendu à un ressort. Déterminez quelle affirmation parmi les suivantes
est fausse ?
A) Plus la constante de rappel du ressort est grande, plus il est rigide.
B) C’est le poids de l’objet suspendu qui fait étirer le ressort
C) Cette situation s’explique par la loi de Hooke
D) La constante de rappel du ressort peut être déterminée en calculant l’aire sous la droite
du graphique de la force de rappel en fonction de l’allongement.
13. Un graphique donne une droite horizontale qui ne se confond pas avec l’axe des x. Quels graphiques parmi les
suivants peuvent représenter cette situation. Noircir toutes les lettres correspondantes.
A) Graphique de "a" en fonction de "t" pour un MRUA
B) Graphique de "v" en fonction de "t" pour un MRUA
C) Graphique de "d" en fonction de "t" pour un MRU
D) Graphique de "v" en fonction de "t" pour un MRU
14. Une voiture roulant à 30 km/h accélère pendant 1 minute avec une accélération de 0,28 m/s 2. Quelle est la
distance parcourue durant ce temps ?
A) 534 m
B) 1004 m
C) 30,1 m
D) 512 m
15. Un projectile est lancé avec une vitesse horizontale de 24 m/s d’une hauteur de 8 m. Quel sera le temps d’envol
de ce projectile ?
A) 1,28 s
B) 1,63 s
C) 3 s
D) 0,3 s
16. Un dynamomètre est situé sur une planète quelconque. On y accroche une masse de 7 kg et il indique 174 N.
Sur quelle planète se trouve-t-il ?
A) Mars avec une gravité de 3,84 m/s2
B) Jupiter avec une gravité de 24,9 m/s2
C) Terre avec une gravité de 9,8 m/s2
D) Saturne avec une gravité de 16,7 m/s2
3
17. Quelle est la masse d’un objet pesant 5 N sur Mars et 12,74 N sur Terre ?
A) 7,74 kg
B) 9,8 kg
C) 1,3 kg
D) 0,51 kg
18. Un ressort fabriqué sur Terre possède une constante de rappel de 34,8 N. Si on se situe sur Mars et qu’on y
accroche un objet, il s’étire de 45 cm. Que vaut la masse de cet objet sur la Lune ? (glune = 1,62 m/s2 et gmars =
3,84 m/s2)
A) 1,60 kg
B) 9,66 kg
C) 15,66 kg
D) 4,08 kg
19. Sur Terre, lorsqu’on accroche une masse de 500 kg à un ressort, sa longueur varie de 21 à 46 cm. Quelle
masse supplémentaire doit-on y accrocher pour que le ressort mesure 0,63 m ?
A) 840 N
B) 0,340 g
C) 340 kg
D) 840 kg
20. Mru et Mrua
Deux vélos roule côte à côte en ligne droite à une vitesse constante de 3 m/s. Le cycliste A maintient son
allure constante alors que le cycliste B ralentit uniformément et s’arrête au bout de 30 m.
a) Quelle est l’accélération du cycliste B ?
b) Quel est le temps d’arrêt du cycliste B ?
c) Quelle distance sépare les 2 cyclistes lorsque le cycliste B s’arrête ?
21. Mru et Mrua
Un train roule à 45 km/h sur une voie ferrée rectiligne. Une automobile, sur une route parallèle à cette voie
ferrée, démarre au moment où la locomotive arrive à sa hauteur. Grâce à son accélération de 2,5 m/s2,
l’automobile peut rattraper la locomotive.
a) Combien de temps faut-il à l’automobile pour rattraper la locomotive ?
b) À quelle vitesse (en m/s) roulera l’automobile à cet instant ?
c) Quelle distance l’automobile aura-t-elle parcourue à cet instant ?
22. Cite dans tes propres mots les 3 lois de Newton. Une simple formule ou un exemple te vaudra la moitié des
points seulement.
4
23. Reproduis et complète le tableau suivant sur ta feuille de cartable : précision aux dixièmes
Forces
F1 = 4 N à 66
F2 =
Coordonnées en X
Coordonnées en Y
F3 = 2 N à -175
F r = 4 N à 160
Feq=
24. Sous l’action d’une poussée constante (P) de 28,6 N, la vitesse d’un chariot passe de 2 à 7,8 m/s en 3,3 s.
Détermine la masse du chariot si la valeur de la force de frottement (Ff) qui existe entre les roues du chariot et le
sol est de 8,6 N.
Ff
P
25. Au plafond de ta classe, on a fixé 2 ressorts bout à bout et une masse de 11,3 kg les étire. Le premier ressort
possède une constante de rappel de 13,5 N/cm. Le deuxième ressort avait une longueur initiale de 7 cm puis
après l’étirement il mesurait 12,4 cm. Que vaut l’étirement du premier ressort ? Que vaut la constante de rappel
du second ressort ?
26. On applique trois forces horizontales sur un même objet de 7,8 kg. La première force s’exerce en tirant l’objet vers
la droite avec une valeur de 42 N. La deuxième tire l’objet de 17 N par la gauche. La troisième force qui s’exerce
possède exactement les caractéristiques du double de la résultante des 2 premières forces. Quelle sera alors
l’accélération de l’objet et de quel côté ira-t-il ?
27. Un dynamomètre est situé sur une planète quelconque. On y accroche une masse de 7 kg et il indique 160,1 N.
Sur quelle planète se trouve-t-il ?
28. Si un objet de 23,6 kg a un poids vénusien de 209,33 N, calcul le rayon approximatif de Vénus (en m)
que sa masse est 4,87 x1024 kg.
sachant
29. Sur un plan incliné faisant 43º avec l’horizontale, on laisse glisser une masse de 91 kg. Déterminez la valeur de
l’accélération que subira la masse le long du plan incliné.
30. Un ressort fabriqué sur Terre possède une constante de rappel de 34,8 N/cm. Si on se situe sur Mars et qu’on y
accroche un objet, il s’étire de 45 cm. Que vaut la masse de cet objet sur la Lune ?
5
31. Que vaut l’angle d’inclinaison d’un plan incliné sur lequel la force parallèle au plan qu’exerce la gravité sur une
masse de 6 kg représente 18,33 N ? (5 ₧)
32. Un skieur de 62 kg glisse sur une pente inclinée à 34° par rapport à l’horizontale. Sachant qu’il accélère vers le
bas à raison de 3 m/s2, déterminer l’intensité de la force de frottement qui s’exerce alors sur ses skis. (5 ₧)
33. Un ressort est placé au bas d’un plan incliné et possède une constante de rappel de 75 N/m. Si on laisse glisser
une masse de 90 kg sur le plan incliné dont l’inclinaison est de 49°, quelle sera la valeur de la compression du
ressort ? (5 ₧)
34. Lors d’une expédition sur Saturne, une sonde largue un robot dont la mission consiste à mesurer la constante de
rigidité d’un ressort. Le robot a mesuré un étirement de 15,9 cm du ressort lorsqu’un échantillon métallique
d’une masse de 4,6 kg y est accroché. Que vaut la constante de rappel de ce ressort? Quel est le poids
saturnien de l’échantillon métallique? Donner vos réponses précises au centième. 2 réponses
Informations complémentaires à l’examen
Astre
Mercure
Vénus
Terre
Lune
Mars
Jupiter
Saturne
Masse
(kg)
3,30 x1023
4,87 x1024
5,98 x1024
7,36x1022
6,42 x1023
1,90 x1027
5,69 x1026
Rayon
(km)
2 439,7
?
6 378,14
1 737,4
3 397,2
71 492
60 268
6
Gravité
(m/s2)
2,78
8,87
9,80
1,62
3,84
22,88
9,05
Révision travail, puissance et transformation d’énergie
№1. Compléter le tableau suivant, sachant que les masses ont été élevées verticalement à une hauteur
de 7,3 mètres du sol. Chaque ligne de ce tableau correspond à une situation différente. (12 ₧)
Hauteur
(m)
7,3
Masse
(kg)
2
7,3
7,3
Poids
(N)
Travail
(J)
6
Temps
(s)
2
Puissance
(watt)
0,7
27
9
7,3
75
3,3
№2. On exerce sur une corde fixée à un traîneau une force de 30 N à 60° par rapport à l’horizontale.
Sous l’action de cette force, le traîneau avance sur une distance de 80 m. Quelle quantité de travail
mécanique a-t-on effectué ? Quelle puissance a-t-on développée si le déplacement s’est effectué
en 45 s ? (4 ₧)
A) W = 2 400J et P = 108 000 watts
B) W = 2 400J et P = 53,33 watts
C) W = 2 078,46J et P = 46,19 watts
D) W = 1 200J et P = 26,67 watts
№3. Quel travail accompli une excavatrice qui déplace horizontalement 1250 kg de terre sur une distance
de 5 m ? (4 ₧)
A) W = 6250 J
B) W = 61 250 J
C) W = 250 J
D) Aucun travail n’est effectué
№4. Sur un ressort, dont la constante de rappel est évaluée à 15 N/cm, on exerce une force telle que le
ressort est étiré. Sa longueur initiale était de 9 cm et sa longueur finale est de 23 cm. Que vaut le
travail mécanique accompli pour effectuer cette manœuvre ? Quel temps a été nécessaire pour
effectuer cet étirement si la puissance utilisée est de 17 watts ? (4 ₧)
A) W = 29,4 J et ∆t = 1,7 s
B) W = 210 J et ∆t = 12,4 s
C) W = 210 J et ∆t = 3 570 s
D) W = 210J et ∆t = 0,08 s
7
№5. Un ascenseur monte 8 personnes, à vitesse constante, à une hauteur de 15 m.
Quel travail mécanique minimal doit-il effectuer si les frottements sont négligeables et si chaque
personne a une masse de 100 kg ? (4 ₧)
A) 14 700 J
B) 120 000 J
C) 1 500 J
D) 8 163 J
№6. Identifiez, parmi les actions suivantes, celle (s) au cours desquelles AUCUN travail n'est effectué sur
l'objet. (4 ₧)
1. tenir un paquet dans ses bras en se déplaçant sur une surface horizontale
2. frapper une rondelle sur une patinoire à l’aide d’un bâton de hockey
3. soulever un haltère d'une hauteur h
4. déplacer une charge de terre à l’aide d’une brouette sur une surface horizontale
A) 1, 2, 3 et 4
B) 1 seulement
C) 2 et 3
D) 1 et 4
№7. On applique une force de 24 N, inclinée à 37° par rapport à l’horizontale, sur une masse de 50 kg qui
repose sur un plancher d’usine. Quelle force de frottement existe-t-il entre le plancher et la masse si
le travail mécanique résultant effectué sur la masse est évalué à 280 J et que le déplacement
horizontal est de 20 m? (4 ₧)
A) 4 42 J
B) 9 520 J
C) 8,8 J
D) 103,4 J
№8. Une force de 4,0 N formant un angle de 450 avec l'horizontale accélère un disque de neige
carbonique de 2,0 kg, initialement immobile, sur une distance de 0,50 m, le long d'une table
horizontale. Trouvez le travail effectué sur le disque. (4 ₧)
A) 2 J
B) 1,4 J
C) 39,2 J
D) 19,6 J
8
№9. Deux masses, l'une de 20 kg et l'autre de 40 kg, sont au repos sur une table horizontale sans
frottement. On les déplace sur une même distance en exerçant sur chacune la même force nette
constante. On calcule alors l'énergie cinétique acquise par chacune des masses et l'on pose le
rapport suivant :
E c masse de 20 kg
Quelle est la valeur de ce rapport ?
(6 ₧)
E c masse de 40 kg
A) 1 / 2
B) 2 / 1
C) 1 / 4
D) 1 / 1
№10. Une chaîne de 54 cm de longueur est sur le sol. Son poids est évalué de façon linéaire et vaut 17
N/m. Calculer le travail nécessaire pour soulever entièrement à la verticale cette chaîne d’une
hauteur de 2,9 m. Quelle est la valeur de la puissance développée si le déplacement a pris 2,3 s?
(4 ₧)
A) 26,6 N et 11,6 watts
B) 918 J et 300,1 watts
C) 2 662,2 J et 1 157,5 watts
D) 9,2 J et 4,0 watts
№11. On applique une force horizontale de 25 N sur un objet de 50 kg. Sa vitesse passe de 0 m/s à 2 m/s
sur une distance horizontale de 5 m. Quelle quantité de chaleur a été produite par la friction du sol?
Indice : le travail mécanique correspond à une différence d’énergie cinétique. (4 ₧)
A) 100 J
B) 25 J
C) 125 J
D) 250 J
№12. D'une fenêtre d'un immeuble, une personne échappe un objet qui tombe jusqu'au sol.
Quel graphe représente la variation de l'énergie potentielle, par rapport au sol, de l'objet en
fonction du temps, jusqu'à ce que cet objet arrive au sol? (4 ₧)
A)
B)
9
C)
D)
№13. Du sol, une balle est lancée verticalement vers le haut avec une certaine vitesse.
Quel graphe représente la variation de l'énergie mécanique de la balle en fonction du temps,
jusqu'à ce que cette balle revienne au sol? (4 ₧)
A)
B)
C)
D)
10
Problème 1
Une skieuse entreprend la descente d'une pente de 100 m de hauteur à une vitesse de 2,5 m/s. On
considère que la masse de la skieuse et son équipement est de 55 kg.
Elle glisse sur une distance de 300 m et un frottement de 20 N s'exerce sur toute la longueur du parcours.
Lorsqu'elle s'arrêtera sur la prochaine colline, à quelle hauteur sera-t-elle? (15 ₧)
Solution détaillée :
Réponse :
11
Chapitre 9 Le mouvement rectiligne uniforme
v
x d

t
t
x  x f  xi
t  t f  ti
V( km / h )  3,6  V( m / s )
Chapitre 10 Le mouvement rectiligne uniformément accéléré
a
2
vi  v f t
a t 
v
v f  vi  at
d  vi t 
d
2
2
t
2
2
g = 9,8 m/s2
v f  vi  2ad
Chapitre 11 Le mouvement des projectiles
vix  vi cos 
viy  vi sin 
Portée 
vi2 sin 2i
g
Chapitre 12 Les différents types de forces

Gm1 m2
Fg 
d2
 
Gm planète


G = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2
Fg  w  mg
g planète  2
r planète


Ff
Ff

mv 2
)
 )

Fc 
 s  ( statique
C  ( cinétique
r
FN
FN
Chapitre 13 Les corps soumis à plusieurs forces




FR  F1  F2  ...  Fn


 
Feq   FR F// plan  Fg sin 


F plan   Fg cos  a// plan  9,8 sin 
Chapitre 14 Les lois de Newton


FR  ma


FA B   FB  A
Chapitre 15 Le travail et la puissance
 
W  F//  d
P
W
t
Chapitre 16 L’énergie mécanique
Ec 
mv 2
2
Wtot  Ec  Ec final  Ecinitial
E p  mgh Em  Ec  E p
Eci  E pi  Ecf  E pf  Eth
12
Chapitre 17 L’énergie potentielle élastique
k (l ) 2
k (l ) 2
F r  k l
E pe 
W 
2
2
Chapitre 18 Les machines simples
l
F
Am  r
Am  m
Fr l r  Fm l m
Amtotal  Am1  Am2 ... Amn
Fm
lr
Fr lr
W
l
R  utile  100 % 
 100 %
Amlevier  m
Am palan  nb de brins porteurs
W fourni
Fm lm
lr
Amtreuil 
rmanivelle
rtambour
L
Am pouliemobile  2
h
Complément mathématique
Am plan incliné 
Circonférence du cercle : c = 2πr
SohCahToa
13
Am pouliesimple  1
Corrigé - Cinématique et dynamique – Corrigé
Réponses de la partie A (à faire)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
20. (à faire)
A
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
D
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
A
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
D
15.
16.
17.
18.
19.
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
21. (à faire)
22. Cite dans tes propres mots les 3 lois de Newton. Une simple formule ou un exemple te vaudra la moitié
des points seulement. (6 ₧)
- Tout corps au repos ou en MRU conserve son état de repos ou de MRU tant qu’aucune force résultante ne
s’exerce sur lui. (Loi de l’inertie)
- Si un corps est soumis à une force résultante alors ce corps subira une accélération proportionnelle à la
force résultante et inversement proportionnelle à la masse du corps. (F = ma)
- Si un corps A exerce une force sur un corps B alors ce corps B réagira en exerçant sur le corps A une
force d’égale grandeur mais de sens opposé. (Loi d’action-réaction)
23. Reproduis et complète le tableau suivant sur ta feuille de cartable : précision aux dixièmes (12₧)
Forces
Coordonnées en X
Coordonnées en Y
F1 = 4 N à 66
4cos66 = 1,6
4sin66 = 3,7
F2 =
4 N à 211,7°
-3,4
-2,1
-2,0
-0,2
F3 = 2 N à -175
-3,8
3,8
F r = 4 N à 160
Feq=
4 N à 340°
1,4
-1,4
24. Sous l’action d’une poussée constante (P) de 28,6 N, la vitesse d’un chariot passe de 2 à 7,8 m/s en 3,3
s. Détermine la masse du chariot si la valeur de la force de frottement (Ff) qui existe entre les roues du
chariot et le sol est de 8,6 N. (5 ₧)
Ff
v f  vi  at
Vi = 2
Vf = 7,8 a 
∆t = 3,3
v f  vi
t

P
F  ma
7,8  2
 1,76 m s 2
3,3
(28,6  8,6)  m (1,76 )
m = 11,36 kg
réponse : m = 11,36 kg
a=?
14
25. Au plafond de ta classe, on a fixé 2 ressorts bout à bout et une masse de 11,3 kg les étire. Le premier
ressort possède une constante de rappel de 13,5 N/cm. Le deuxième ressort avait une longueur initiale
de 7 cm puis après l’étirement il mesurait 12,4 cm. Que vaut l’étirement du premier ressort ? Que vaut la
constante de rappel du second ressort ? (5 ₧)
Frappel  kd et les ressorts sont bout à bout
Ressort 1
k = 13,5 N / cm
d1 = ?
d1 
Ressort 2
d2 = (12,4 - 7) = 5,4 cm
k2 = ?
f
110 ,74

 8,20 cm
k
13,5
k2 
f
110 ,74

 20,51 N / cm
d
5,4
réponses :
d1 = 8,20 cm
k2 = 20,51 N/cm
26. On applique trois forces horizontales sur un même objet de 7,8 kg. La première force s’exerce en tirant
l’objet vers la droite avec une valeur de 42 N. La deuxième tire l’objet de 17 N par la gauche. La troisième
force qui s’exerce possède exactement les caractéristiques du double de la résultante des 2 premières
forces. Quelle sera alors l’accélération de l’objet et de quel côté ira-t-il ? (5 ₧)
la résultante des 2 premières forces est 25 N vers la droite
la troisième force doit alors avoir comme valeur le double donc 50 N vers la droite
alors 25 N + 50 N donne une force résultante de 75 N vers la droite et F  ma
a
f
 9,62 m s 2
m
réponse : a = 9,62 m/s2 vers la droite
27. Un dynamomètre est situé sur une planète quelconque. On y accroche une masse de 7 kg et il indique
160,1 N. Sur quelle planète se trouve-t-il ? (5 ₧)
m = 7 kg w  mg
w = f = 160,1 N
g
w 160 ,1

 22 ,87 m / s 2 donc Jupiter dans le tableau de référence
m
7
réponse : Jupiter
28. Si un objet de 23,6 kg a un poids vénusien de 209,33 N, calcul le rayon approximatif de Vénus (en m)
sachant que sa masse est 4,87 x1024 kg. (5 ₧)
m = 23,6 kg
w  mg
w = 209,33 N
g
Gm
w
209 ,33


 8,87 m / s 2 g planète  2 planète
m
23,6
r planète
gvénus = 8,87 m/s2
r 
rayon Vénus (en m) = ?
mVénus = 4,87x1024 kg
Gm 6,67 x10 11  4,87 x10 24

g
8,87
r = 6 051 535,53 m
réponse : r = 6 051 535,53 m
29. Sur un plan incliné faisant 43º avec l’horizontale, on laisse glisser une masse de 91 kg. Si la grandeur de
la force de frottement qui s’exerce entre la masse et le plan est de 272 N, déterminez la valeur de
l’accélération que subira la masse le long du plan incliné avec et sans le frottement ? (8 ₧) 2 réponses
calcul de la composante du poids qui est parallèle au plan : F = (91 x 9,8) sin 43°= 608,21 N
F=ma calcul de l’accélération avec frottement : a 
15
(608 ,21  272 )
 3,69 m / s 2
91
F=ma calcul de l’accélération sans frottement : a 
608 ,21
 6,68 m / s 2
91
réponses : a= 3,69 m/s2 avec frottement
a= 6,68 m/s2 sans frottement
30. Un ressort fabriqué sur Terre possède une constante de rappel de 34,8 N/cm. Si on se situe sur Mars et
qu’on y accroche un objet, il s’étire de 45 cm. Que vaut la masse de cet objet sur la Lune ? (5 ₧)
k = 34,8 N/cm
avec F=kd on détermine F = 34,8 x 45 = 1566 N qui représente le poids de l’objet
g mars = 3,84 m/s2
sur Mars donc on détermine la masse avec w = mg alors m = 1566/3,84
d = 45 cm
= 407,81 kg comme la masse est invariable dans l’univers alors elle ne
m lune = ?
changera pas sur la Lune.
réponse : m = 407,81 kg
31. Que vaut l’angle d’inclinaison d’un plan incliné sur lequel la force parallèle au plan qu’exerce la gravité
sur une masse de 6 kg représente 18,33 N ? (5 ₧)
la composante du poids parallèle au plan est 18,33 N et on cherche l’inclinaison du plan alors
F parallèle = w sin θ donc θ = sin -1 (18,33 / 6x9,8) = 18,2 °
réponse : θ =18,2 °
32. Un skieur de 62 kg glisse sur une pente inclinée à 34° par rapport à l’horizontale. Sachant qu’il accélère
vers le bas à raison de 3 m/s2, déterminer l’intensité de la force de frottement qui s’exerce alors sur ses
skis. (5 ₧)
avec
F résultante
=m a
(62 x 9,8) sin 34° - Frottement = 62 x 3
Frottement = (6 x 9,8)sin 34° - 62 x e
Frottement = 153,77 N
réponse : Frottement = 153,77 N
33. Un ressort est placé au bas d’un plan incliné et possède une constante de rappel de 75 N/m. Si on laisse
glisser une masse de 90 kg sur le plan incliné dont l’inclinaison est de 49°, quelle sera la valeur de la
compression du ressort ? (5 ₧)
on détermine d’abord la force parallèle au plan avec F = poids x sin θ = (90x9,8) sin 49°= 665,65 N
avec F = kd on détermine ensuite la compression "d" du ressort puisque F va écraser le ressort
alors d = (665,65 / 75) = 8,88 m
réponse : d = 8,88 m
34. Lors d’une expédition sur Saturne, une sonde largue un robot dont la mission consiste à mesurer la
constante de rigidité d’un ressort. Le robot a mesuré un étirement de 15,9 cm du ressort lorsqu’un
échantillon métallique d’une masse de 4,6 kg y est accroché. Que vaut la constante de rappel de ce
ressort? Quel est le poids saturnien de l’échantillon métallique? Donner vos réponses précises au
centième. (10 ₧) 2 réponses
k=?
avec w = mg on obtient le poids sur Saturne et qui sera aussi la force
d = 15,9 cm
appliquée sur le ressort soit w = F = 4,6x9,05 = 41,63 N
m = 4,6 kg
avec F = kd on détermine ensuite k et k = (41,63 / 15,9)
g = 9,05 m/s2
= 2,62 N/cm
réponse : k = 2,62 N/cm
16
d1 = 3,47 cm
k2 = 4,38 N/cm
Corrigé - Révision travail, puissance et transformation d’énergie - Corrigé
Consignes :
-aucune documentation permise
-une feuille de formules est fournie à la fin de cet examen
-la pondération de chaque question est indiquée
№1. Compléter le tableau suivant, sachant que les masses ont été élevées verticalement à une hauteur
de 7,3 mètres du sol. Chaque ligne de ce tableau correspond à une situation différente. (12 ₧)
Hauteur
(m)
7,3
Masse
(kg)
2
Poids
(N)
19.6
Travail
(J)
143.08
Temps
(s)
2
Puissance
(watt)
71.54
7,3
0.61
6
43.8
0,7
62.57
7,3
27
264.6
1 931.58
9
214.62
7,3
1.05
10.27
75
3,3
22.73
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
A
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
C
C
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
D
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
A
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
17
C
C
C
C
C
C
C
D
D
D
D
D
D
D
Problème 1
Une skieuse entreprend la descente d'une pente de 100 m de hauteur à une vitesse de 2,5 m/s. On
considère que la masse de la skieuse et son équipement est de 55 kg.
Elle glisse sur une distance de 300 m et un frottement de 20 N s'exerce sur toute la longueur du parcours.
Lorsqu'elle s'arrêtera sur la prochaine colline, à quelle hauteur sera-t-elle? (15 ₧)
Solution détaillée :
(à faire)
18
19