Ts t4ch3 correction ex lois de newton

TS
Thème 4 : temps et mouvement
Chap 3 Les lois de Newton
Correction exercices
SPC
Ex3 Saut en parachute
1. Le mouvement est rectiligne uniforme si le vecteur vitesse est un vecteur constant :
Le mouvement est étudié dans le référentiel terrestre considéré galiléen.
2. Les actions mécaniques qui s’exercent sur le système constitué par le parachutiste et son parachute sont
⃗ et le poids ⃗
les frottement de l'air F
P
3. D’après le principe d’inertie, le mouvement étant rectiligne uniforme, on a:
Le poids
⃗
P
est une force verticale dirigée vers le bas, de valeur P = mg ;
⃗ est une force verticale dirigée vers le haut, de valeur F = P ; F = 8,8.10 2 N.
La force F
4. La distance parcourue est d= 400 m et la durée est Δt = 1min 30s = 90s.
La vitesse du parachutiste est
Ex4 Détermination des caractéristiques d'une force
Ex 5 Caractériser les force et le mouvement
Le vecteur vitesse ⃗
v a le sens du déplacement, le sens du vecteur accélération ⃗
a dépend de la nature accélérée ou
⃗ qui s’exerce sur le point matériel est lié au vecteur accélération
décélérée du mouvement. Le vecteur représentant la force F
⃗ par la deuxième loi de Newton
⃗ a donc le même sens que ⃗
avec m masse du point matériel. Le vecteur F
a
F
Enregistrement 1 : mouvement rectiligne décéléré, les vecteurs ⃗
a et ⃗v sont de sens opposés.
Enregistrement 2 : mouvement rectiligne uniforme,
Enregistrement 3 : mouvement rectiligne accéléré, les vecteurs a
⃗ et ⃗v ont même sens.
Ex6 Caractériser une accélération lors d'un saut
1. Le parachutiste équipé est le système choisi.
Les forces qui s’exercent sur le système sont : son poids de valeur P = 800 N et la force
En appliquant la deuxième loi de Newton au système dont la masse est constante :
due à l’air.
En projetant cette relation sur un axe vertical, on trouve P - Fair = m.a
Le vecteur accélération
Par exemple, pour le cas 2
est vertical, dirigé vers le bas et sa valeur est
a=
(80×10)−350
=5,6 m.s−1
80
2.
1
Exercices sur le livre p98
b)
Objectif-bac 31 p105
1. a. La poussée d’Archimède exercée par l’air est négligeable devant celle exercée par l’eau car la masse volumique de l’air
est beaucoup plus faible que celle de l’eau.
b. Lorsque le bateau est immobile, d'après le principe d'inertie la somme des forces qui s’exercent sur lui est nulle, le
poids et la poussée d’Archimède se compensent :
−mg u⃗z +μ Vg u⃗z =⃗
0
On a donc -mg + μVg=0 → V=m/μ
AN : V = 6000/1000 = 6,0 m3
2.a. On a P
N
= m.g
kg
m.s-2
On en déduit que les N sont homogènes aux kg.m.s-2
μ s'exprime en kg.m-3
S s'exprime en m2
v2 s'exprime en m2.s-2
−2
Ainsi, Cx et Cz s'expriment en
kg.m.s
=1
−3
2 −2
kg.m . m .s
Cx et Cz sont sans unités
2.b.et c.
D'après le principe d'inertie, la somme des forces qui s’exercent sur le bateau (le poids, la poussée d’Archimède,
l’action du vent, la traînée et la force de portance) est nulle s’il est en mouvement rectiligne uniforme.
On a donc
⃗
P + Π⃗A + F⃗vent + F⃗x + F⃗z =⃗
0
On projette cette relation sur Oz, on trouve
-P + ΠA + FZ = 0
-m.g + μ.V.g +Fz = 0
La poussée d'Archimède est très faible (Cf doc 3), on la néglige.
On trouve donc :
-m.g +Fz = 0
1
.μ .Cz . v 2=m.g
2
S=
2.m.g
=
μ . Cz . v 2
2×6000×9,81
=3,1m 2
2
25
1000×0,80×(
)
3,6