Interrogation du 9 novembre 2002 Physique

Interrogation du 9 novembre 2002
Physique
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Prénom:
Remarque: Il y a 6 questions et 6 pages.
Section:
Q1-1:
Chaque jour je prends un certain temps pour aller à mon bureau. Je m’y rends à vitesse constante.
Je désire réduire ce temps de 20%. Ma vitesse doit augmenter, mais de combien relativement à ma vitesse
précédente (réponse en %) ?
Q1-2:
Je roule pendant un temps T1 à la vitesse V1 , puis pendant un temps T2 à la vitesse V2 . Quelle est
ma vitesse moyenne ?
Q1-3:
Je dois parcourir une distance L en un temps T . A cause de problème d’embouteillage, je roule à une
vitesse V1 pendant un temps T1 . Quelle doit être ma vitesse V2 pour arriver quand même à l’instant T à ma
destination ?
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Q 2: Sur la Terre, une pierre de masse M est lancée verticalement vers le haut (sens positif).
Il n’y a pas de frottement :
Q2-1:donnez le vecteur accélération de la pierre quand elle monte
Q2-2:donnez le vecteur accélération de la pierre quand elle descend
→
−
Maintenant, supposons qu’il existe une force de frottement −λ V (c’est-à-dire toujours opposée à la vitesse)(λ
est une constante positive)
Q2-3:donnez le vecteur accélération de la pierre quand elle monte
Q2-4:donnez le vecteur accélération de la pierre quand elle descend
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Q 3: Une masse M est attachée par une ficelle au plafond. Le vent souffle à la vitesse V horizontalement.
Une force λV s’exerce sur ce corps.
Q3-1:donnez les dimensions de λ dans le SI
Q3-2:placez toutes les forces qui s’exercent sur la masse M
Q3-3:à l’équilibre, déterminez l’angle θ
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Q 4: A l’instant t = 0 s, un canon tire un projectile à 300 m/s avec un angle de 60 ◦ par rapport à
l’horizontale. Le projectile est à 10 m du sol quand il quitte le canon. Négligez la résistance de l’air.
Q4-1:combien de temps faut-il pour atteindre la hauteur maximale?
Q4-2:quelle est cette hauteur maximale ?
Q4-3:quel est le temps nécessaire pour atteindre le sol ?
Q4-4:quelle est la distance horizontale parcourue par le projectile quand il arrive au sol ?
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Q 5: Un bloc de masse m glisse vers le bas à vitesse constante u sur un plan incliné d’un angle θ. Une
force externe constante F agit horizontalement vers la droite sur le corps. Le coefficient de frottement
dynamique entre le bloc et le plan est µ. L’accélération de la gravitation est verticale vers le bas et
vaut g.
Q5-1:dessinez toutes les forces agissant sur ce bloc.
Q5-2:donnez l’accélération du corps
Q5-3:déterminez toutes les forces pour que la situation décrite soit possible, en sachant que θ = 45 ◦ ,
m = 10 kg, µ = 0.7, g = 10 m/s2 . (sans calculette, vous pouvez approximer cos(45◦ ) = sin(45◦ ) ≈ 7/10).
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Q 6:
La navette spatiale se déplace à vitesse constante de P à Q dans l’espace interstellaire (aucune force n’agit
sur elle). En Q, la navette allume ses moteurs qui exercent alors une force constante qui reste toujours
perpendiculaire à la direction PQ. La navette atteint un point R, quelle est la trajectoire suivie ? (entourez
votre réponse)
Pendant sa trajectoire de Q à R, la vitesse de la navette est (entourez votre choix) :
a) constante
b) augmente constamment
c) diminue constamment
d) augmente pendant un moment, puis reste constante
e) est constante un moment, puis diminue
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